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机翼框体、叶轮叶片是航空航天中典型复杂薄壁零件,具有弱刚性、难加工、型面复杂等特点。该类零件通常采用超硬铝、钛合金等难加工材料,在五轴高速加工中心铣削加工过程中切削力大、工件易变形、切削区域易回弹、结构易颤振,这导致零件加工精度难以保证。针对以上问题,本文对航空薄壁件进行了原位测量与轮廓误差评估的研究,在机床原位对工件进行切削、测量与补偿,主要研究内容包括：(1)搭建两种原位测量平台。一种是基于华中HNC-818B数控系统搭建的原位测量平台,主要利用数控系统自身的计算能力,通过调用测量宏程序的方法,实现零件的原位测量,该方法解决了国产数控系统无法进行原位测量的技术瓶颈；一种是基于Heidenhain iTNC530M数控系统搭建的原位测量平台,主要利用PC端的计算能力,通过第三方软件PowerInspect规划测量路径、生成测量程序的方法,实现零件的原位测量,该方法可以简单、快捷地实现复杂零件的测量点云规划与加工轮廓误差检测。(2)设计机翼框体类零件原位测量与补偿加工实验。采用Abaqus软件实现薄壁件切削变形分析,提出误差补偿方法,编写补偿软件与原位测量程序,在华中数控XHK715机床上实现原位测量与误差补偿实验。实验结果表明补偿方法对弱刚性零件有明显补偿效果,采用航空铝7075-T651的框体零件在壁厚小于1mm时补偿精度平均提升44%,采用钛合金TC4的框体零件在壁厚小于0.5mm时补偿精度平均提升57%。(3)提出叶轮切削参数优化与显著性分析方法。通过UG9.0建立叶轮模型,在Vericut软件中进行切削仿真,在PowerInspect软件中进行测量规划与测量仿真,在米克朗UCP800Duro机床上实现原位测量与正交实验。实验极差与方差分析表明,表面加工质量影响因素主次顺序为：切深>进给速度>切削速度。优化得到的航空铝7075-T651最优切削参数为：切深0.1mm、进给速度0.17mm/r、切削速度120m/min。(4)完成叶片原位检测实验与轮廓误差分析。针对不同厚度、长度的叶片设计多组仿真实验,在机床上实现原位测量与轮廓误差分析。实验发现叶片固有频率随叶厚减小而增大,随叶长降低而升高,即小叶厚、大叶长的叶片在高速铣削过程中容易发生颤振,通过控制主轴转速避开共振区域以提高表面加工质量。实验证明在同等切削参数下,厚叶片叶背平均加工误差为0.014mm,薄叶片叶背平均加工误差为0.040mm。