正交车铣复合加工是一种重要的金属复合切削加工先进制造技术。切削加工难加工材料时由于其高强度、高硬度、极低导热率等特性，热力耦合作用引起刀刃急剧磨损、工件加工表面烧伤等现象，严重恶化工件加工质量。本文针对正交车铣复合加工难加工材料工件端温度场预测开展了以下研究。首先，分析正交车铣运动学及刀齿切削过程几何关系。然后，将正交车铣复合加工螺旋立铣刀沿轴向均匀离散成若干刀齿微元，将正交车铣切削加工时间历程均匀离散成若干微小时间间隔，采用斜角切削分析方法分析刀齿微元切削过程，求解剪切面热源热流密度，并采用有限大瞬时移动面热源法推导了刀齿微元切削过程中工件端温度预测公式，最后采用积分得到所有刀齿切削过程中工件端温度预测模型。为验证工件端温度场模型正确性，开展了正交车铣工件端温度场预测的验证实验，设置考虑了影响工件端温升相关因素的七因素三水平正交切削参数表，结果表明实验所测工件端被测点瞬时温升与本文所建立温度解析模型预测瞬时温升吻合。采用实验与预测相结合的方法对正交车铣复合加工考虑影响工件端温升因素的七因素三水平正交测温实验结果进行统计学极差和方差分析，分析了相关因素对工件端温升影响的程度。针对制造飞机起落架广泛使用的航空难加工材料300M超高强度钢开展了霍普金森及准静态单轴拉伸实验，并根据实验结果标定了其JC本构模型。采用逆向工程的方法建立了螺旋立铣刀三维模型，结合300M钢JC本构模型使用专业金属切削有限元仿真软件AdvantEdge FEM进行了三维切削仿真，并分析了相关因素对切削力及切削温度的影响。由实验及解析模型和仿真研究得出的正交车铣难加工材料各因素对工件端温升影响程度规律，对切削工艺参数的选择有指导意义，可提高切削效率同时保证切削加工工件表面质量。