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随着航空航天、汽车、造船和模具等现代工业的飞速发展，曲线曲面造型技术已成为CAD的核心技术之一，同时也是复杂曲线曲面数控加工程序设计的关键技术之一。非均匀有理B样条（NURBS）方法因其良好的性质，已被国际标准化组织（ISO）认证成为定义工业产品几何形状的唯一数学描述方法，从而使NURBS方法成为曲线曲面造型技术发展历程中最重要的基础。本文的主要任务是基于NURBS理论研究曲线曲面的造型方法，并对以此建立的曲面模型进行数控加工仿真。取得的主要成果如下：（1）阐述了NURBS曲线曲面的反算技术，推导了NURBS曲线曲面的矩阵表达形式，利用反算结果和矩阵表达式，编写了MATLAB程序，成功生成了三次NURBS插值曲线；总结了NURBS曲面的生成方法，并利用曲面反算结果和旋转法生成了2×3次NURBS旋转抛物面。（2）对生成的NURBS曲线进行光顺性分析和逼近误差分析，探究了不同参数化法对生成NURBS插值曲线的影响。结果表明：均匀参数化法不适用于数据点按弦长分布不均匀尤其是相邻弦长相差悬殊的情况；积累弦长法在数据点多边形折拐较大时会遇到问题，表现出较大的误差；向心法未能反映出数据点的折拐情况，但在改善光顺性方面有一定的效果；修正弦长法表现出了最好的光顺性。（3）利用CAD软件建立了NURBS平面曲面模型和2×3次NURBS旋转曲面模型。并将该模型成功导入CAM软件中，进行数控加工过程仿真，生成刀具路径和NC代码。提出了根据理论刀具路径和曲率图来合理选择刀具尺寸的方法；探究了刀具路径对加工曲面精度的影响，结果表明，融入加工曲面几何信息的刀具路径，能够获得更优的加工效果。从整个仿真过程和结果来看，该方法能够查找和预防加工过程中可能出现的干涉、碰撞、过切和少切等问题，能够缩短生产周期，提高生产效率，减少废品率，具有很强的工程应用价值和理论指导意义。