本发明涉航空件加工领域，具体是一种用于航空结构件曲面群孔加工的PATCH设计方法，包括如下步骤：采集曲面点位数据；根据点位数据拟合插值曲线；在各方向上分别用三次样条曲线对离散点数据拟合离散点位数据，并求解插值曲线的方程；计算离散点沿着两个方向的切矢，叉乘求解离散点的法矢，由此得到整张曲面的法矢信息；以钻孔孔位的法矢角度偏差为约束条件，在经向与纬向两个方向上，分别依次迭代计算钻孔矩阵单元PATCH尺寸大小。本方法在自由曲面高数量级群孔加工过程中，匹配了曲面几何特征，控制了孔位法矢偏差，实现了排钻在自由曲面上高数量级的批量快速制孔，能够提高制孔效率，保证群孔加工质量。