本文提出金属塑性成形模具表面激光复合织构技术，即利用激光毛化技术和激光微造型技术，在模具工作表面不同的关键敏感成形区域，实施增摩毛化形貌和减摩凹腔形貌的复合造型，以优化其界面的摩擦特性，实现模具表面微观织构及分布的主动设计制造，研制出新型高性能激光复合织构模具。　　论文的主要研究内容和创新成果如下。　　采用ABAQUS有限元模拟软件，对筒形件、半球形件、U形件、盒形件四种典型轴对称零件的拉深成形过程进行了数值模拟，揭示了模具表面区域摩擦对零件成形性能的影响规律，划分并确定了模具表面敏感区域以及非敏感区域。在此基础上，分别以成形件均匀性以及回弹为优化目标，利用均匀设计的方法对各模具表面的区域摩擦系数进行优化设计，获得了模具表面的最优摩擦系数组合。采用该优化值进行了数值模拟，结果显示，筒形件与半球形件的板厚分布更为均匀，U形件与盒形件的残余应力状态得到改善，回弹降低。　　对筒形件、盒形件拉深模具表面实施了激光复合织构，进行了拉深成形性能对比试验，对激光复合织构的成形性能效果进行试验验证。对于筒形件，相对于造型前的拉深件，造型后的拉深件筒底伸长变形减小了49.1%，成形件板厚分布更为均匀，板厚变化幅度减小了39.89%。对于盒形件，θ1和θ2分别增加了0.53°和0.48°，回弹降低。且与模拟实验对比，模拟实验与实验结果相差不大，变化趋势基本一致。　　对45钢毛化区域金属的温度场和流场进行了数值模拟，研究了脉宽、激光功率密度对激光毛化区域温度场、流场的影响，并以此指导45钢与Cr12模具钢的激光毛化试验研究。采用光纤激光器，研究了脉宽、激光功率密度对毛化形貌尺寸的影响以及不同毛化织构对应的激光加工参数范围，最终建立了这两种材料的激光毛化工艺数据库。　　对火山口状毛化织构的几何特征进行了表征，建立了具有毛化形貌的表面润滑理论模型，研究了火山口毛化织构的几何参数对流体动压润滑性能的影响。水平间距对流体动压润滑有显著影响，存在无量纲水平间距的最佳值以获得最大的平均无量纲压力。此外，平均无量纲压力随垂直间距增加而减小，毛化织构凸起半径、高度和凹坑深度也均对平均无量纲压力有显著影响。　　进行了不同尺寸和分布的M状毛化织构表面的摩擦学试验研究。结果显示，激光毛化试样的摩擦系数比未造型试样的摩擦系数大；激光毛化微凸体间距、直径变小，毛化试样的摩擦系数随之变大；微凸体高度越大的试样，其摩擦系数就越大；在变速的情况下，随着速度增加，激光毛化形貌的动压润滑效应相对于未造型表面越趋明显，摩擦系数下降较快，但仍高于未造型试样的摩擦系数。　　开展了微造型减摩形貌表面的摩擦学试验研究。在Cr12钢上设计加工出均布的凹坑形貌，采用大止推圈摩擦副旋转运动方式，进行了微造型表面的摩擦学实验。结果显示，载荷增大则摩擦系数随之减小，而转速增加，则摩擦系数先增大后减小。在一定的工况条件下，理论上存在最优的面积占有率及凹坑深度使得流体动压润滑效果最佳，摩擦系数最低。　　自主研制了激光复合织构通用设备。根据特定的功能要求，对机械系统、光学系统、控制系统、电源系统、辅助系统、设备本体及外形进行设计研发。其中作为该设备核心单元的控制系统，采用 FPGA 和单片机作为硬件控制芯片， 主要以C++编程语言开发上位机实现多台激光器共享光路，能够针对不同形状的加工对象或同一对象的不同位置，选择不同的激光波长，不同的加工方式进行加工，满足多种加工需求，成为该设备的鲜明特色与独特功能。　　开展了模具激光复合织构技术的初步工程应用研究。分别对管材成形过程中的辊弯成形和弯曲成形过程进行了分析，对轧辊模具和弯曲模具表面摩擦特性进行了优化设计，并且实施了激光复合织构，在此基础上进行了成形对比试验，对激光复合织构技术效果进行了验证。试验结果表明，在管材成形模具上实施激光复合织构能够优化摩擦特性分布，有效改善管材成形工艺，提升管材成形质量。此为模具激光复合织构技术的推广应用，积累了经验，坚定了信心，提供了示范。