涡轮叶片气膜冷却孔加工是航空发动机制造过程中的关键技术,其加工精度和表面完整性等对涡轮叶片的性能和使用寿命影响很大。由于铸造过程中受复杂内腔结构和热应力的影响,实际涡轮叶片与设计叶片模型之间存在一定的轮廓误差。实际加工中需要对每个叶片的每排气膜冷却孔位置和角度进行人工微调。这种半手工制作的气膜冷却孔加工工艺,严重制约着国产航空发动机叶片的制造质量和生产效率。本文提出一种涡轮叶片气膜冷却孔自适应加工方法,其核心原理是将涡轮叶片曲面轮廓上均匀分布的点云作为基准,通过将涡轮叶片工艺基准和设计基准对齐,修正气膜冷却孔的位置和角度。首先,从实际涡轮叶片中测量出涡轮叶片实测点云,并从涡轮叶片设计模型中提取出标准位姿点云。为了满足涡轮叶片在线测量对于测量精度和测量速度的要求,本文提出一种涡轮叶片外轮廓测量程序自动生成方法,通过均匀二维网格划分的方法提取待测点,通过拟合待测点附近的局部切平面计算法向测量方向,基于蚁群算法规划不同待测点之间的机床运行轨迹。然后,通过对实测点云和标准位姿点云配准,推导出涡轮叶片位姿偏差,并据此修正气膜冷却孔位置和角度。针对涡轮叶片曲面轮廓误差较大的问题,本文提出改进ICP算法,依据点云在基准平面上的重心对齐和主方向对齐,实现高精度和鲁棒性的点云配准。由于配准后仍然有部分点云误差完全重合,本文采用垂心映射法,将气膜冷却孔入口中心点坐标映射到实际涡轮叶片表面。最后,根据机床构型和几何偏差,推导出机床运动误差模型。依据修正后的气膜冷却孔位置和角度,自动生成气膜冷却孔自适应加工程序。经仿真验证,涡轮叶片气膜冷却孔加工误差从现有技术的±0.1mm降低至±0.03mm。