切削反应力锥是制作海底电缆软接头工艺中的一个关键环节。随着海底电缆耐压等级的提高,截面尺寸随之增大,切削反应力锥的难度逐渐增加。目前,相关切削装置的研究大多为人工辅助操作,自动化程度较低。为提高切削效率并保证切削质量,本课题运用SAPB系统化设计方法与TRIZ创新理论,设计了一种海底电缆反应力锥切削装置,并结合有限元方法对切削装置的工况和结构进行了分析和优化。本文主要研究内容如下:（1）分析切削反应力锥过程,运用SAPB设计方法,建立切削装置的总功能模型。通过对总功能进行分解,建立功能结构树和功能结构模型,了解切削装置具备的功能模块以及功能间的相互关系。通过形态学矩阵对功能进行求解,利用Solid Works软件建立切削装置的三维模型,进行从功能到结构的映射,初步完成了反应力锥切削装置的概念设计。（2）对设计的反应力锥切削装置进行深度分析,针对切削过程中切削力对海缆变形的影响,运用TRIZ理论中的向复杂系统进化的定律,将单刀具切削方式改进为多刀具切削方式来降低海缆的变形。运用物理冲突解决方法,通过添加锥套结构,进一步提高了顶杆机构对海底电缆的支撑效果。为提高装置的适用性,运用技术冲突解决方法,对铣刀轴结构进行改进,结合分割原理,将铣刀轴分为长轴和短轴,使得切削装置能够根据不同尺寸的海缆进行灵活调节。（3）利用ABAQUS软件,通过有限元方法对绝缘切削过程进行仿真,计算出切削过程中所需要的扭矩以及分析刀具的受力情况。采用Design-expert软件建立切削力响应曲面模型,分析切削参数对切削力的影响趋势。最终选定最佳切削参数为:铣刀转速520r/min;每齿进给量0.28mm;吃刀量2.25mm,在此切削参数下能够有效的进行反应力锥的切削且需要的切削力较小。（4）运用ANSYS有限元软件与拓扑优化相结合的方法对切削装置的零部件进行仿真优化。为提高装置的切削稳定性,通过拓扑优化方法对铣刀支撑臂添加肋板结构,经过分析对比,优化后铣刀架结构刚度和抗振性能有了明显的改善。通过拓扑优化方法将切削回转机构的轴承座进行轻量化处理,将铸造体调整为肋板支撑结构,在保证结构的刚度及应力的同时,使轴承座的更加轻量化,从而减轻了工作台负载。（5）通过搭建核心切削机构的试验平台,对海缆进行实际切削。观察切削效果,经测量得,利用切削平台切削出的反应力锥表面粗糙度在2.6～3.5μm,锥面倾角误差不超过1°,切削效果优于人工切削。结果证明切削装置的采用的切削原理及切削参数切实可行性。