模具在内高压成形技术中占有关键地位,模具结构对内高压成形件的形状和尺寸精度有着至关重要的作用,模具强度和使用寿命也极大地影响着内高压成形件的制造成本。随着内高压技术的发展,对内高压模具的质量提出了更高的要求,随之也产生了许多亟待解决的模具结构设计问题。本文应用有限元分析方法,分别研究了内高压模具合模力恒定与可变二种不同加载路径下模具的应力和变形,根据模拟结果,表明合模力与成形内压匹配的加载时,模具最大主应力和变形均小于恒定合模力的情况,不但利于内高压成形控制,还减少了模具失效的可能,提高其使用寿命。同时,应用将模具型腔截面等效为圆形,研究圆形型腔模具在不同成形内压载荷下模具的最大主应力和变形,分析模具厚度尺寸与型腔直径尺寸的关系,确定模具厚度尺寸的取值范围,为内高压模具的设计提供了参考。本文还对矩形型腔模具进行了分模面位置的研究,在模具上、下模圆角半径相等和不等的二种情况时,根据模具在成形内压下的应力和变形,分析了分模面位置对模具应力和变形的影响,确定了模具分模面位置设计原则和优化方法,减少因应力集中而引起的模具失效,为保证模具的使用寿命提供了理论指导。此外,梯形截面型腔的模具分模面的选取和模具结构设计有其特殊性,根据有限元分析的模拟结果,提出了上、下模之间互锁的模具结构,有限元分析表明,该结构使模具变形协调,应力降低,避免了局部应力过大和上、下模错位的问题。