หลักการออกแบบกระบอกสูบฟอร์จมุ่งเน้นไปที่ความแข็งแกร่ง ความแข็งแกร่ง และความสามารถในการผลิตเป็นหลัก การออกแบบจะต้องเป็นไปตามข้อกำหนดในการปฏิบัติงาน ในขณะเดียวกันก็รองรับข้อจำกัดของกระบวนการตีขึ้นรูปและการตัดเฉือนที่ตามมา
ขั้นแรก ความหนา เส้นผ่านศูนย์กลาง และความยาวของผนังกระบอกสูบจะถูกกำหนดโดยพิจารณาจากภาระงาน สภาวะแรงดัน และทิศทางของแรงที่กระทำ ความหนาของผนังต้องเพียงพอเพื่อป้องกันการเสียรูปมากเกินไปภายใต้แรงตามแนวแกน แนวรัศมี หรือแรงบิด ในขณะที่หลีกเลี่ยงการสิ้นเปลืองวัสดุ
ประการที่สอง การออกแบบมุ่งเน้นไปที่การปรับโครงสร้างจุลภาคภายในให้เหมาะสมและการกระจายความเครียด กระบวนการตีจะจัดแนวเม็ดโลหะให้สอดคล้องกับทิศทางของภาระที่ใช้ ดังนั้น การออกแบบจึงควรให้แน่ใจว่ามีหน้าตัด-ที่ต่อเนื่องและมีการกระจายความเค้นสม่ำเสมอ หลีกเลี่ยงมุมที่แหลมคมหรือการเปลี่ยนแปลงหน้าตัดอย่างกะทันหันซึ่งอาจทำให้เกิดการรวมตัวของความเค้น สำหรับกระบอกสูบที่ต้องการฟังก์ชันการซีลหรือการนำทาง การออกแบบจะต้องรวมร่องซีล ปลอกไกด์ หรือค่าเผื่อการตัดเฉือนที่เหมาะสมเพื่อให้มั่นใจในความแม่นยำระหว่างการประกอบและการทำงาน
สุดท้ายนี้ การออกแบบจะต้องคำนึงถึงข้อกำหนดด้านการตัดเฉือนและการบำบัดความร้อนด้วย เนื่องจากโดยทั่วไปแล้วกระบอกสูบฟอร์จจะต้องทำการกลึงที่รูด้านใน ใบหน้าส่วนปลาย และเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกหลังจากการปลอมแปลง จึงต้องมีการเผื่อการตัดเฉือนที่เพียงพอ และต้องพิจารณาการชดเชยสำหรับการเปลี่ยนแปลงขนาดหรือการเสียรูปอันเป็นผลจากการบำบัดความร้อน วัตถุประสงค์หลักคือการใช้การออกแบบโครงสร้างเสียงและพารามิเตอร์มิติที่เหมาะสมเพื่อให้แน่ใจว่ากระบอกสูบหลอมจะรักษาความแข็งแรง ความแม่นยำ และความทนทานไว้ภายใต้สภาวะการรับน้ำหนักสูง อุณหภูมิสูง หรือการสั่นสะเทือน