开发高耐腐蚀、高性能的热交换螺纹管,减少因海洋环境腐蚀的泄露事故,是当前海洋工程领域亟待解决的问题。钛合金被誉为海洋金属,是替代现有铜合金或不锈钢螺纹管的理想材料。但是钛合金塑性差、变形抗力大,且内螺纹管成型复杂具有螺纹齿成型尺寸小、精度要求高的特点,导致模具结构设计难度大、试模成功率低,因此有必要对钛合金内螺纹管挤压模具结构参数进行研究。本文采用TA1钛合金为试验材料,以钛合金内螺纹管为研究对象,进行挤压模具结构设计。以Deform-3D软件为平台建立了初始挤压模具的仿真模型,通过设置合理的模拟参数对内螺纹管挤压过程进行了数值模拟,分析讨论挤压过程中金属材料的成型规律,包括内螺纹管的变形情况、模具型腔内材料的流变规律,并结合挤压试验检验模具结构设计的合理性,研究表明,挤压过程中的金属材料流动不均匀是内螺纹管成形产生缺陷的主要原因。针对TA1钛合金内螺纹管在挤压过程中产生的成形缺陷,系统探究了内螺纹芯轴螺纹升角φ1、螺纹长度L以及迎角φ2对挤压成形的影响规律。研究表明,适当增大螺纹升角可使整体流速更加均匀,同时增大螺纹升角可增加坯料在芯轴前端的堆积,增加了切向及径向应变,并减小了轴向拉应变,使螺纹齿的充填更加饱满;将芯轴螺纹长度由5mm调整为10mm时,螺纹长度对金属流速平衡作用更大,此外增加螺纹长度主要对于螺纹齿成型时切向应变以及径向应变产生影响;螺纹长度及螺纹升角的改变必然会引起挤压力的变化;芯轴迎角的适当调整将对于管壁的流速均匀性起到微调作用。采用响应面法以螺纹长度L、螺纹升角φ1及芯轴迎角φ2为设计变量,螺纹管料头齿部速度相对差值VRD1与管壁的速度相对差值VRD2及挤压成型最大载荷F为优化目标参数,建立多响应回归模型,探究了设计变量与目标参数的交互作用,采用粒子群算法对已建立的多响应模型进行全局寻优,最终得到内螺纹芯轴最优参数:螺纹长度L=11mm、螺纹升角φ1=30°以及迎角φ2=96°。优化后的芯轴结构与初始螺纹芯轴结构相比,螺纹管料头齿部速度相对差值VRD1减小了50.38%,管壁的速度相对差值VRD2减小了44.81%。采用最优芯轴结构参数进行模具加工并进行挤压试验,结果显示,TA1钛合金内螺纹管的内齿螺纹升角达到19.8°,齿高尺寸为0.98mm接近理想值（1mm）,质量合格。