随着塑料透镜在成像光学系统中的快速应用和发展,光学行业对成像光学塑料透镜的制造需求越来越迫切。精密注塑成型技术作为成像光学塑料透镜的主要生产技术,因其具有高精度、高效益、高效率等优点,越来越受到业界的重视。目前对成像光学塑料透镜精密注塑成型技术的研究仍然存在一些不足,如注塑工艺参数仅通过简单试验来确定,使得塑料透镜经常无法满足成像光学的面型精度要求;对于收缩严重的大口径塑料透镜,无法仅依靠调节注塑工艺参数来满足成像光学的面型精度要求。本文主要研究成像光学塑料透镜面型精度的影响因素,提出一种塑料透镜面型误差的补偿方法,确定一套适用于不同口径成像光学塑料透镜的精密注塑成型工艺方案。首先对精密注塑成型原理和工艺过程进行深入研究,分析各个注塑工艺参数对不同阶段注塑工艺过程的影响,为后续工艺参数优化实验提供理论基础。其次对注塑材料、模具和实验设备进行合理选择。选取聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)作为塑料原料,并确定流道系统、腔体数目、顶出系统的模具设计方案以及仿真实验与实际注塑相结合的实验方案,为工艺参数的优化实验提供指导方案。再次基于Taguchi-RSM法采用分阶段优化的方法,确定最优工艺参数组合。第一阶段基于Taguchi法设计实验,确定初始优化工艺参数和显著影响面型精度的工艺参数。第二阶段基于响应面法对显著影响面型精度的工艺参数,建立工艺参数回归模型,确定最优工艺参数组合。最后为了进一步提高塑料透镜的面型精度,首先研究模芯在注塑工艺过程中变形程度,并提出对模芯热处理减少变形的方法,注塑后热处理模芯的面型误差增加0.3502μm,未热处理模芯面型精度增加1.5702μm,热处理后模芯变形显著减少;其次对材料收缩误差和模芯加工误差建立误差补偿模型,并对补偿模型进行实验验证,补偿后塑料透镜的面型精度为1.0127μm(P-V),与未补偿相比面型精度提高了1.0966μm,满足了成像光学的面型精度要求。