本发明涉及一种基于响应面的替代曲面拟合方法，包括如下步骤：获取多曲率曲面的最大高斯曲率kmax和和最小高斯曲率kmin；在区间[0,1]上进行一维拉丁超立方采样，映射到勒让德基函数的定义域区间和曲率区间[kmin,kmax]；利用最小二乘法拟合出基于勒让德基函数构造的响应面；利用模拟退火算法对响应面进行寻优获得最优曲率kbest构造单曲率替代曲面，计算该单曲率替代曲面与原多曲率曲面的拟合误差；将该单曲率替代曲面与原多曲率曲面的拟合误差与预设的工程允许误差相比较；若其小于预设的工程允许误差，输出拟合成功。本发明所述的基于响应面的替代曲面拟合方法具有实现生产线参数化，降低生产成本，提高生产效率的优点。