本发明公开了一种碗形靶材的机加工辅助工装及加工方法，该工装包括碗形弹性组件、内撑件及紧固螺栓；碗形弹性组件外侧面呈一定锥度，其大直径端中心区域下凹，内侧壁与外侧锥度相同，沿着其外边缘均分有数条沟槽；内撑件呈锥台状；紧固螺栓穿过碗形弹性组件中心过孔并紧固内撑件，使得碗形弹性组件向外扩张并夹持住碗形靶坯。加工方法包括：靶坯与工装装配，工装将碗形靶坯的内壁撑住；对已装配夹具的碗形靶坯进行装夹，外表面车削加工；靶坯反向装夹，内表面车削加工，对碗底内侧的弧形采用类双曲线的平滑过程方式进行加工。该方法不仅简单易操作、加工效率高、用料节约，而且加工的碗形靶材具有尺寸精度高、壁厚均匀、表面粗糙度小等优点。