在现代工业生产中，生产塑胶制品最快速和最有效的方法之一是注塑成型，而注塑成型的周期和制品的最终质量会受到注塑模冷却系统的直接影响。随着全球市场对塑胶产品质量要求的提高，针对如何降低注塑制品的成型周期和提高尺寸精度的研究越来越受到研究人员以及企业的重视。在注塑模传统冷却系统中，冷却水道是直线型的，而与其相比随形冷却水道是曲线型的，并且具有冷却效率高、冷却均匀度好等一些优点。但是由于缺乏系统的理论设计与优化方法作为指导，随形冷却水道的优化设计仍然只能采用传统的设计方法，这样会导致工程设计人员的效率低下，实际设计的结果无法达到最优化状态，并且由于随形的三维结构特征，给传统的模具制造技术来带来了挑战。这已经成为了阻碍随形冷却技术应用的难题之一。论文借助注射成型模流分析软件，以典型产品为研究对象，从理论分析到实际开模试验，深入系统研究了随形冷却水道的优化设计与制造方法。取得的主要结论如下：（1）分析了注塑成型工艺过程中冷却系统性能的影响因素，并根据模具的热传递过程以及热平衡，推导建立了模具冷却过程中的热平衡方程；通过与制品冷却时间经验计算公式的对比，分析了影响模具冷却效率和冷却均匀度的主要因素，并用具体模型研究了冷却水道布局对模具温度的影响规律。（2）提出了一套以制品的冷却均匀度和成型周期为优化目标，基于Moldflow模流分析、响应曲面法和粒子群优化算法的冷却水道优化方法，实现了随形冷却水道的优化设计，降低了模具的成型周期，冷却均匀度也得到了改善，制品的尺寸精度也提高了。（3）研究了随形冷却水道分型制造方法的工艺过程，理论分析了分型制造模具型腔的强度以及成本和生产效率平衡的问题，并通过对其可加工性问题和密封性能的研究，证明了在传统钢制模具上制造出了随形冷却水道的可行性。（4）以某制品为研究对象，分别制造出传统冷却水道和随形冷却水道的两套模具，对比两套模具注塑时的工艺参数，并检测不同制品的尺寸和性能；实验表明，随形冷却模具的冷却效率提高了大约30％，生产出的制品的翘曲变形量也仅为在传统冷却水道下的60％，验证了随形冷却水道的优越性。