红外透镜光学元件是红外热成像系统中重要的组成部分,目前可以用于制作成红外透镜的材料包括锗单晶、硒化锌晶体、硫系玻璃等。其中,锗单晶材料是昂贵的半导体材料,且作为晶体材料,锗单晶只能依靠昂贵的单点金刚石车削加工工艺进行生产加工,这样以来使得红外光学透镜生产成本太高而受到限制。硫系玻璃具有超宽的红外透过范围(1~14μm)、较高的红外光线透过率、较低的折射率温度系数和色散系数等特性,是制造红外光学透镜的优良材料。同时,硫系玻璃相对于锗单晶、硒化锌材料不仅具有成本低,而且可以利用模压成形工艺进行加工生产,其加工成本可以得到降低,加工效率得到提高。因此,硫系玻璃是取代单晶锗等红外透镜材料最具潜力的材料。本文将模压成形技术应用于硫系玻璃非球面模压成形试验研究。考虑到国内尚未有成熟的模压成形机床,且通过国外购买的模压成形机床价格昂贵,基于此,本文提出了一套单工位模压成形机床的设计方案,以图为设计用于实验的模压机床和生产用模压成形机床打下基础。本文重要的研究内容如下:(1)设计一台单工位模压成形机床,介绍了机床的工作原理。机床的设计包括两个部分,动力传送装置的设计包括:滚珠丝杠的选型与校核、伺服电机的选择、减速器的选择、滑块导轨导向块的选择、伺服电机的选择及校核。加热部分的设计包括:加热块结构设计及加热系统控制原理的设计。(2)模压成型机床在模压时加热的均匀性对于玻璃透镜的成型质量影响很大,因此,本文利用MSC.Marc软件对模压成型机床加热板中加热棒布置做了仿真研究,得到加热棒布置间距对均热效果影响较大,且通过仿真得到在加热棒间距设置为26mm时加热板的均热效果最佳,温差在±1℃。(3)设计了硫系玻璃模压成形模具,并利用设计的模具进行了硫系玻璃模压成形试验,试验获得了一个较好的模压透镜。并且用泰勒霍普森PGI 1240对透镜进行测量,得到透镜凸面的非球面的PV值为1.475μm,透镜的凹面的非球面表面的PV值为0.4752μm。