光学玻璃精密热压成型技术是一种新兴的快速有效加工光学元器件的成型工艺。在该工艺过程中,首先将经过预成型的玻璃坯料放入下模具中,同时将模具和玻璃坯料加热到转化点温度附近合适的温度区间内,在无氧的环境下,通过闭合上下模具,将模仁上的面型形状复制到玻璃预制件上,然后通过通入氮气调整不同温度区间的冷却速率直至冷却至室温,直接得到可用的光学玻璃镜片。该技术的特点在于将传统的研磨、抛光等工艺都省略掉,直接加工出光学元器件,特别是非球面、微透镜阵列和衍射光学器件等,具有高效率、适合大批量生产和环保等优点,是现在市场上较为主流的光学玻璃镜片的生产方法。本文的目标是研制一套供光学玻璃精密热压成型设备用的光学模具,要求加工得到的模仁面形精度误差小于5μm,表面粗糙度小于10nm。研究中,首先对各种模具结构、模压工艺过程及模具材料特性进行充分调研分析,然后在此基础上,对光学模具进行了初步的设计。通过对比模具钢、碳化钨、碳化硅的材料特性,确定了使用碳化钨为模具材料。然后对比冲压模具、注塑模具和压铸模具的工作特点,确定了本文的光学模具结构采用导柱定位,模仁装配在模座中的结构。在此基础上,通过ABAQUS软件,对设计好的模具进行仿真,验证其在加热到玻璃软化点温度附近的变形情况,分析其应力应变是否满足模压要求,得出WC模具在模压温度下的应力应变情况远远优于H13模具。然后选择粘弹性模型,设立边界条件,构建有限元仿真模型。用该模型仿真玻璃在加热、模压、退火和冷却时候的温度、应力应变变化。仿真结果表明应力较大部分主要出现在玻璃预制件与模具型腔的拐点处,透镜底部中心处应力几乎为零,玻璃透镜在经过退火后,应力释放相较于未退火有所下降。随后仿真了模压参数对玻璃应力的影响,表明在模压阶段,随着温度的增加,最大等效应力减小;随着模压速率的增加,最大等效应力增加。在退火冷却阶段,残余应力随着保持压力和退火速率的增加而增加,但是退火速率对残余应力的影响更大。根据仿真结果提出了一套最合适的工艺参数方案。最后再通过加工出模具并装配到设备上后,通过实验制作出来的光学镜片对模具的设计进行改进。