本发明公开了一种薄壁制件冷镦成形防折叠模具，包括上冲头、组合联动凹模、下冲头、弹性元件以及基座；弹性元件设置在基座上，用以浮动支撑组合联动凹模；组合联动凹模的上端面设置有上止口，下端的中心通孔与下冲头间隙配合；上冲头与上止口的形状相适配；当上冲头下行至上止口并继续下行时，上冲头带动组合联动凹模下行并压缩弹性元件，使坯料在上下冲头和组合联动凹模组成的封闭型腔内浮动成型；当上冲头带动组合联动凹模压缩弹性元件下行至基座上时，上冲头与组合联动凹模之间形成制件头部型腔，下冲头与组合联动凹模之间形成制件薄壁型腔。本发明可以将坯料充实至薄壁区域，并且防止材料折叠，实现高效高质量的加工带薄壁结构类制件。