随着我们国家汽车工业的迅速发展，人们对汽车模具质量的要求逐渐提高，而激光表面强化作为一种先进的技术，正被广泛的应用于材料表面改性、强化等领域。现在仍以实验为主来获取激光淬火工艺参数，而激光表面淬火过程受到多种参数的综合影响，以至于难以通过实验的方法来获取其温度场与应力场的瞬时分布。因此，借助先进的计算机技术，运用数值模拟方法对激光加工过程的温度与热应力进行预测，对生产中制定合理的工艺参数具有重要的意义。本文结合有限元分析软件ANSYS13.0，对5CrNiMo热作模具钢的激光表面淬火过程中温度场与应力场进行模拟，研究分析了加工过程温度场与应力场的分布情况。通过改变激光工艺参数（激光功率、扫描速度和光斑直径）、试样的厚度来分析温度场的变化规律，并对硬化层深与层宽进行预测。最后进一步研究了硬化层深与层宽的分布均匀性，分析并改善层深与层宽的分布，为实际生产提供参考。模拟结果表明激光工艺参数对温度场的分布影响显著。1、温度与激光功率成正比，与扫描速度和光斑直径成反比。2、5CrNiMo不同厚度试样，对工件温度有一定的影响，厚度越小影响越大，深度方向温度越高。3、5CrNiMo激光表面淬火过程中，沿激光扫描方向应力变化最明显，纵向次之，深度方向最小。4、激光扫描区域主要为压应力，峰值随着激光光源和扫描方向一起移动。5、改变激光能量分布，可以良好的改善硬化层的均匀性。