模具作为重要的基础工艺装备,是衡量一个国家制造水平的重要指标之一。大量研究表明,模具/工件界面的摩擦特性是影响板料塑性成形的关键因素,不同区域的摩擦特性对成形性能的影响各不相同,即所谓有利摩擦和有害摩擦区域。理论上,模具/工件界面存在最优的摩擦特性分布,模具表面存在最优的微观结构。本文以汽车前围板、卡箍为研究对象,采用理论分析、数值模拟与试验相结合的方法,探究模具表面区域摩擦对成形质量的影响规律,并通过自主研制的复合织构激光加工设备,在模具表面进行凸体增摩及凹体减摩的复合织构加工,以优化模具/工件界面摩擦特性分布,改善工件的成形性能。首先,本文对汽车覆盖件模具冲压成形及回弹过程进行理论分析,利用“分解-综合”分析法对汽车覆盖件模具的典型特征结构进行归纳总结。将汽车覆盖件分解为若干个特征结构单元,分析各个特征结构单元不同区域在成形过程中应力应变及摩擦学行为的不同;并对成形件的弯曲应力及卸载回弹应力的变化进行分析,确定特征结构单元表面的摩擦敏感区。再将结构单元进行组合,从而综合判断汽车覆盖件模具表面的关键摩擦敏感区域。其次,在理论分析的基础上,利用ABAQUS对前围板冲压过程进行仿真模拟,揭示了模具表面不同区域摩擦特性对前围板板厚、回弹的影响规律,确定了模具表面的主要影响区。并利用均匀设计法,以前围板板厚为优化目标,对模具表面摩擦系数进行优化设计,从而获得前围板模具表面最佳摩擦特性分布。优化后的模拟结果显示,前围板板厚分布更加均匀,最薄处破裂的概率降低了21%,优化后板料板厚的变化幅度降低了7.4%。由于加工设备限制,暂无法实现大型汽车覆盖件模具加工,故本文对小型卡箍模具进行研究。以卡箍的回弹为优化目标,对卡箍模具表面摩擦系数进行优化设计。模拟结果显示,卡箍的残余应力得到了改善,凹模圆角₁增加0.669°和两边夹角₂减少0.37°,最大回弹量(9减少了0.442mm,曲率半径减少了0.161mm,回弹得到了显著改善。通过对模具成形过程的数值模拟,验证了在模具表面进行激光复合织构来控制成形件均匀性、回弹的可行性。最后,根据上述卡箍的回弹优化结果,对卡箍模具实施激光复合织构加工,以验证激光复合织构模具的实际效果。首先,对SKD11模具钢进行激光毛化和激光微凹坑的工艺参数研究,确定模具表面激光复合造型的工艺参数。基于此,以卡箍模具为研究对象,对卡箍凹模5、6、7、9、10区域加工毛化形貌,在凸模f区域加工微凹坑形貌。并对优化前后卡箍模具进行冲压对比试验,以验证激光复合织构的技术效果。试验结果与模拟结果大致相同,₁增加1.068°和₂减少1.122°。最终结果表明,在模具表面实施激光复合织构,可以有效改善成形件的成形质量。