本实用新型提供了一种大型厚壁塑件注塑机快速冷却机构，属于模具技术领域。它包括上模板和下模板，所述的上模板和下模板之间设有内成型腔和外成型腔，所述的外成型腔的截面呈矩环形，所述的内成型腔的截面也呈局环形且位于外成型腔中间，所述的下模板上还设有向内凹陷且截面呈矩环形的隔断槽。内成型腔和外成型腔能同时对组合式塑料制品的两个部件进行注塑，隔断槽配合隔断块能够将内成型腔和外成型腔隔断开，内外侧同步水冷结构能够从内成型腔和外成型腔的多个方向对注塑液进行水冷，从而能够有效提高大壁厚产品的注塑效率。