注塑成型生产速度快、效率高,操作流程化,与工业4.0发展宗旨相适应,是一种易于实现信息数据化、智能化的生产模式。而注塑成型的高效性也决定了塑料熔体降温速率的高值化,注入模具型腔的塑料熔体需从200℃-300℃迅速冷却到脱模时的60℃-80℃,这就需要优良的冷却系统。然而,现阶段的冷却系统的传热效率往往达不到大型复杂塑件的放热需求,因此,本文从强化传热技术出发,设计多种随形冷却系统,以期获得最优的强化传热冷却设计方法。本文结合随形冷却和强化传热的技术特点,提出了注塑模具随形冷却水道强化传热方法。首先对异形化随形水道强化传热进行理论分析与计算;然后采用计算流体力学方法对不同几何截面形状的曲线水道中水的流动与传热特性进行数值模拟,以温度、压降及水流速度为评价指标研究了异形化水道对传热的影响;最后实验研究了随形冷却水道强化传热对产品质量的影响。得到的主要结论如下:1、通过研究三种具有不同进出口直径比(D/d=1.2,D/d=1.4,D/d=1.6)的变截面水道对传热强化的影响,发现当直径比为1.4时,强化传热效果最佳;同时研究了相邻水道同向排列(大口径在同一侧)和异向排列(大小口径交错)对传热的影响,发现异向排列水道具有更好的传热效果及冷却均匀性。2、建立了9种尺寸结构的波纹型随形冷却水道,利用Fluent软件分别进行冷却过程模拟,发现了波纹型曲线水道比等截面曲线水道传热效果更好,且波纹型水道结构参数不同,对传热效果的影响也不同。当D2/D1=1.5,L2/L1=0.5时,其综合传热冷却效果最佳。3、设计了扩缩比为1:1和1:2的缩放型随形冷却水道结构,通过Fluent模拟分析两者的冷却性能。研究了扩缩比对传热与流动的影响,给出了不同扩缩比的阻力系数、努赛尔数及综合强化传热评价因子与雷诺数的变化曲线,发现两者的综合强化传热因子相差不大。4、建立了5种横纹凹槽结构的横纹型随形冷却水道,模拟分析了五种结构在水流经过时的流动状态、温度与压力分布,发现当横纹槽数为6时,传热系数提高最为明显。5、实验研究了线性变截面型随形水道的模具生产的制品,发现产品的翘曲变形与力学性能及制品质量得到了提高,进一步验证了上述研究结论的正确性。