本发明提供一种考虑预测偏差与波动容差的模具型面修形稳健设计方法，包括：S1、对名义铸件模型进行网格划分，设计数值模拟计算的试验参数并划分为多个参数组合；S2、采用数值仿真方法计算各参数组合下液态精密成型多流程中的型面网格模型的尺寸变形，导出变形铸件型面网格模型；S3、获取变形铸件型面网格模型与名义铸件模型各网格节点的偏差矢量，并进行反向位移补偿；S4、重复步骤S2和S3，直至偏差矢量在容许范围内，获得各参数组合下的多个反变形模具内腔型面模型；S5、刚性配准后计算各参数组合下多个反变形模具内腔型面模型的交集，作为模具内腔型面容差设计模型。本发明能够提升铸件尺寸精度，避免二次开模问题。