注塑生产效率的高低和产品成型品质的好坏直接影响企业的经济效益。随着市场对复杂曲面类产品需求量的增大以及金属3D打印的快速发展,随形冷却水路在注塑模具上得到了越来越多的应用。如何优化设计随形冷却水路,使其冷却效果达到最优化,已经成为工程界和学术界共同关注的问题。本文旨在通过对注塑模具随形水路传热机理的研究和冷却效果的优化分析,提出针对典型产品的注塑模具随形冷却水路的设计规范,用于指导注塑模具随形水路设计,改善模具温度分布均匀性和成型周期,提高产品成型品质和生产效率。具体的研究内容如下:(1)对注塑过程中模具换热的过程和机理进行热力学分析,建立随形冷却水路传热的数学模型,对影响模具冷却时间和温度分布均匀度的因素进行探究。(2)对随形冷却水路的截面形状和排布类型进行单因素试验方差分析,考察对于冷却效果的影响规律。(3)以模具冷却时间和温度分布均匀度为优化目标,采用正交试验法,对水路直径、相邻水路间距和水路中心线至型腔的距离等三个设计变量进行优化试验因子的考察与筛选;随后采用响应曲面法,对不同壁厚的产品建立优化目标与设计变量之间的函数关系式。(4)采用NSGA-II多目标优化算法,对不同壁厚的产品进行随形冷却水路的设计进行多目标优化,得到随形水路设计参数的Pareto最优解。(5)结合优化分析结果和工程应用实际,提出针对典型产品的随形冷却水路设计规范,并依据规范对实例产品进行随形冷却水路的设计,验证优化结果的可靠性和适用性。本文提出针对典型产品的随形冷却水路设计规范,可为模具设计提供理论指导,提高模具设计的合理性,提升模具的冷却效率和企业的生产效益,具有一定的工程应用价值。