薄壁类零件被广泛应用于航空航天等领域中，薄壁件加工过程中由于刚性弱、切削力较大等原因易产生变形，会影响尺寸精度。因此针对框梁类航空铝合金薄壁件铣削加工过程中无法实时监测变形的问题，提出了一种薄壁件加工变形预测数字孪生框架。利用贝叶斯优化的随机森林代理模型构建了一种数字孪生驱动的薄壁件加工变形预测轻量化模型，基于Unity3D平台搭建了切削变形预测数字孪生智能应用平台，建立了物理加工环境与虚拟仿真空间的双向数据映射机制。实验表明，该方法可有效预测框梁类薄壁件加工过程中的力致变形规律，为高精度加工提供在线监测解决方案。