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本发明涉及光学元件表面超光滑精密加工技术领域，具体涉及一种数控小工具抛光辅助大气等离子体加工方法。以解决现有大气等离子体加工时，表面次生附着物二次吸附，光学元件表面质量严重下降，加工效率降低的问题。本发明的步骤为开启对称旋转工装上的大气电弧等离子体源喷枪，去除光学元件在前期加工过程中表面缺陷，对光学元件表面进行由点及面的刻蚀抛光，然后开启数控柔性小工具磨头，对光学元件表面进行研磨抛光；同时开启大气电弧等离子体源喷枪和数控柔性小工具磨头，加工原件表面质量；再次开始对被加工元件的上表面加工，所产生的二次附着物被数控柔性小工具磨头研磨去除，多次迭代加工后，完成光学元件的加工。