Con su interfaz estandarizada y unificada, el dispositivo de cambio rápido es una parte importante para mantener una alta eficiencia sin comprometer la precisión en el proceso de mecanizado de metales, ya que puede realizar de manera conveniente un agarre repetido de alta precisión y conversión de múltiples estaciones sin pasos complejos de posicionamiento y ajuste. Sin embargo, los productos de dispositivos de cambio rápido existentes y la investigación relacionada no pueden satisfacer completamente las necesidades de repetibilidad y aplicabilidad planteadas por el mecanizado de diamante de ultra precisión, con ultra alta precisión y profundidad de corte ultra pequeña. En este documento, desarrollamos un dispositivo de cambio rápido para el mecanizado de diamante de ultra precisión, en el cual el disco de dientes en el extremo actúa como el elemento de posicionamiento. Específicamente, se calculan analíticamente los parámetros principales de dos componentes clave del disco de dientes en el extremo y el resorte de disco ranurado para garantizar la precisión de posicionamiento del dispositivo diseñado utilizado en la condición de rotación, lo cual se asegura aún más controlando la tolerancia de mecanizado del perfil de los dientes del disco de dientes en el extremo. Además, se realizan simulaciones de elementos finitos para investigar los estados estáticos y modales del dispositivo de cambio rápido, que demuestran una deformación máxima de aproximadamente 0.9 m y una frecuencia natural mínima de 5655.9 Hz para el dispositivo diseñado. Se utilizan dos sensores de alta precisión para detectar los valores de salto radial y desalineación final después de acciones de agarre repetidas, que se emplean para verificar la precisión de posicionamiento repetitiva del dispositivo. La posterior simulación de elementos finitos del agarre de una barra de cobre de pequeño diámetro, así como el experimento de mecanizado de diamante, demuestran conjuntamente que el dispositivo diseñado puede lograr una precisión de 1 m. El trabajo actual proporciona un dispositivo de cambio rápido efectivo para reducir la deformación de una pieza de trabajo de baja rigidez causada por la deformación de agarre en el corte de diamante de ultra precisión.