塑木复合材料异型材兼有木材和塑料的双重特性,其产品已在众多领域成功应用。挤出机头是塑木型材成型的关键,其流道结构的合理与否直接关系到成型的稳定和效率。面对塑木物料的流变特殊性和制品结构的多样性,开展塑木异型材机头流道结构的优化设计与模拟研究尤为重要。本文直接以90mm×90mm PE基塑木方形立柱和600mm×120mmPVC基塑木宽幅大厚度建筑墙板产品为研究对象,开展机头流道结构优化设计与模拟研究,提出了一种基于正交试验和CAE技术的塑木异型材机头流道设计及优化方法。该方法将优化过程分为初始优化和正交试验优化,具有较好的适应性和实用性。其基本原理是：将实际生产所用的塑木复合材料的流变数据和实际成型设备的技术参量确定为仿真条件；初步建立机头流道的几何模型,运用Polyflow软件进行模拟,以熔体流速分布均匀性为评价指标,指导流道结构参数的修改,通过逐步完善,建立机头流道的初始优化模型；又以初始优化模型的关键参数(如定型段长度、收缩角、扩张角、压缩比等)为试验因素并确定其水平数,借助正交试验设计方法安排试验,并运用Inventor软件三维参数化建模技术快速建立试验模型；以熔体流出机头口模的速度均匀性、建压能力、压力降分布和最大剪切速率为评价指标,对Polyflow模拟结果进行正交优化,最终获得了满足评价指标的机头流道结构参数。立足于PE基塑木立柱和PVC基塑木宽幅建筑墙板两个产品的稳定生产,基于Polyflow软件的模拟,完成了机头流道结构参数的优化。以优化参数指导设计的挤出机头,在实际生产中表现出了较好挤出稳定性、机头压力稳定性和流量流速均匀性,说明按本方法完成的机头设计是成功的,优化方法是可行的。研究中获得了一些有关塑木机头结构设计的有益结论：(1)塑木复合材料流动性差,对于流道较宽较厚的大型机头,沿流道方向的压力损失大,往往导致流道各位置的流速不均,为此大压缩比的机头流道设计是必要的,以保证足够的成型压力。(2)由于塑木复合材料的溶胀效应,运用Polyflow逆向挤出技术获得的口模形状相对有一定畸变,圆角尺寸相对偏小,然而其能够给出口模的修正方向,可在实际设计中指导口模截面形状及尺寸的设计。(3)对于中小规格塑木异型材制品,分流型芯结构形式与尺寸对熔体分配效果至关重要,通过合理的分流型芯结构设计,能够实现熔体的良好分布,无需设置阻力元件；对于宽幅大规格塑木中空异型材制品,采用合理的分流型芯结构已不能满足熔体均匀分配的要求,还需在适当的位置设置阻力元件,对熔体流向、流速进行干扰,实现流场的均匀分配。(4)制品壁厚尺寸不一致的木塑异型材制品,采用不同的定型段长度能够有效提高口模出口截面熔体流速的均匀性。