WG20型蝸桿減速箱體加工工藝規(guī)程及鉆3×M6-6H螺紋底孔夾具設(shè)計【優(yōu)秀課程畢業(yè)設(shè)計含5張CAD圖紙+帶工藝過程、工序卡+任務(wù)書+開題報告+外文翻譯】-jjsj13-1
WG20型蝸桿減速箱體加工工藝規(guī)程及鉆3×M6-6H螺紋底孔夾具設(shè)計
摘 要
通過對蝸桿減速箱體的加工工藝路線的確定，該零件的加工以底面作為基準(zhǔn)是合適的，本加工工藝方案滿足粗基準(zhǔn)選擇的基本要求及精基準(zhǔn)選擇的四項原則。本夾具為專用夾具，該夾具的特點是針對性強、結(jié)構(gòu)緊湊、操作簡便、生產(chǎn)率高。在本次設(shè)計中，夾具的設(shè)計滿足機(jī)床夾具總體方案設(shè)計的基本要求，充分保證零件加工質(zhì)量，具有較高的生產(chǎn)效率和較低的制造成本以及具有良好的結(jié)構(gòu)工藝性。本次畢業(yè)設(shè)計的主要內(nèi)容是機(jī)械加工工藝規(guī)程編制和工序?qū)Ｓ脢A具設(shè)計。我能綜合運用機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)和其它課程的基本理論和方法，為了能夠完成蝸桿減速箱體機(jī)械加工工藝及鉆床夾具的設(shè)計任務(wù)，綜合運用所學(xué)的知識，應(yīng)用正確的設(shè)計方法，制訂了蝸桿減速箱體的機(jī)械加工工藝規(guī)程。結(jié)合工藝設(shè)計內(nèi)容，熟練應(yīng)用工藝計算方法，對相關(guān)工藝內(nèi)容進(jìn)行了正確的分析設(shè)計和計算，如切削力、切削功率、切削速度、工藝參數(shù)、定位誤差、夾緊力等。
關(guān)鍵詞 機(jī)械加工 工藝規(guī)程 專用夾具 蝸桿減速箱體
Abstract
The graduation design is the main content of the machining process planning preparation and special fixture design process. I can comprehensive use of mechanical manufacturing technology and other basic curriculum of basic theory and method, in order to be able to complete the turbine speed reducer machining technology and drilling machine fixture design task, the integrated use of knowledge, and apply the correct design method, and developed a turbine speed reducer of the machining process planning. Combine craft design content, skilled in the application process calculation method, the relevant process the content analysis of the correct design and the computation, such as process parameters, cutting force and cutting power, cutting speed, positioning error, clamping force, etc. Through the turbine speed reducer to the processing technology of the determination of the route, the parts processing to the underside as the benchmark is reasonable, the processing technology solutions to meet the basic requirements of basic selection coarse and fine basic selection of the four principles. This fixture for drilling machine use special jig, this fixture is characteristic of the targeted, compact construction, simple operation, high productivity. In this design, the design of the machine tool fixtures meet fixture basic requirements of the overall design, fully guarantee the quality of parts processing, has the high production efficiency and lower cost of manufacture and good structure technology .
Key Words Machining Process specification Special fixture Turbine gear unit housing
目 錄
摘 要 I
Abstract II
第1章 緒論 1
1.1 蝸桿減速箱體綜述 1
1.2 蝸桿減速箱體國內(nèi)外發(fā)展概況 1
1.2.1 蝸桿減速箱體機(jī)械加工工藝發(fā)展概況 1
1.2.2 蝸桿減速箱體夾具發(fā)展概況 2
2.1 蝸桿減速箱體的工藝分析 3
2.1.1 蝸桿減速箱體的作用 3
2.1.2 蝸桿減速箱體的工藝分析 3
2.2 選擇毛坯 4
2.3 確定鑄件機(jī)械加工余量、毛坯尺寸和公差 4
2.4 設(shè)計毛坯圖 5
2.4.1 確定圓角半徑 5
2.4.2 確定毛坯的熱處理方式 5
2.5 機(jī)械加工工藝路線的制訂 6
2.5.1 選擇定位基準(zhǔn) 6
2.5.2 制訂工藝路線 6
2.5.3 加工工藝過程的分析 8
2.5.4 選擇加工設(shè)備與工藝裝備 8
2.5.5 確定工序尺寸 9
2.5.6 確定切削用量及基本時間 10
3.1 確定設(shè)計任務(wù)、明確加工要求 23
3.2 定位方案的確定 23
3.3 夾緊機(jī)構(gòu)的設(shè)計 23
3.4 切削力和夾緊力的計算 23
3.5 定位誤差的分析與計算 24
3.5.1 定位元件尺寸及公差確定 24
3.5.2 定位誤差計算 24
3.6 夾具體的設(shè)計 24
3.7 夾具與機(jī)床連接元件的選擇 25
3.8 夾具的使用說明 25
3.9 夾具的結(jié)構(gòu)特點 26
結(jié) 論 27
致 謝 28
參考文獻(xiàn) 29
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A0 鉆3xM6孔夾具體.dwg
A0鉆床夾具裝配圖.dwg
A1WG20型蝸桿減速箱體零件圖.dwg
A4 鉆3xM6孔非標(biāo)夾具零件圖支撐板.dwg
A4 鉆3xM6孔非標(biāo)夾具零件圖移動壓板.dwg
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本科生畢業(yè)設(shè)計 (論文 )文獻(xiàn)綜述 設(shè)計 (論文 )題目 蝸桿減速箱體工藝 及工裝設(shè)計 作者所在系 別 機(jī)械工程系 作者所在專業(yè) 機(jī)械設(shè)計制造及其自動化 作者所在班級 者 姓 名 王瑋 作 者 學(xué) 號 20134011321 指導(dǎo)教師姓名 黃衛(wèi) 指導(dǎo)教師職稱 副教授 完 成 時 間 2017 年 3 月 北華航天工業(yè)學(xué)院教務(wù)處制 說 明 1． 根據(jù)學(xué)?！懂厴I(yè)設(shè)計 (論文 )工作暫行規(guī)定》，學(xué)生必須撰寫畢業(yè)設(shè)計(論文 )文獻(xiàn)綜述。文獻(xiàn)綜述作為畢業(yè)設(shè)計 (論文 )答辯委員會對學(xué)生答辯資格審查的依據(jù)材料之一。 2． 文獻(xiàn)綜述 應(yīng)在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下，由學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計 (論文 )工作前期內(nèi)完成，由指導(dǎo)教師簽署意見并經(jīng)所在專業(yè)教研室審查。 3．文獻(xiàn)綜述各項內(nèi)容要實事求是，文字表達(dá)要明確、嚴(yán)謹(jǐn)，語言通順，外來語要同時用原文和中文表達(dá)。第一次出現(xiàn)縮寫詞，須注出全稱。 4．學(xué)生撰寫文獻(xiàn)綜述， 閱讀的主要參 考文獻(xiàn)應(yīng)在 10 篇以上（ 土建類專業(yè)文獻(xiàn)篇數(shù)可酌減） ，其中外文資料應(yīng)占一定比例。本學(xué)科的基礎(chǔ)和專業(yè)課教材一般不應(yīng)列為參考資料。 5．文獻(xiàn)綜述的撰寫格式按畢業(yè)設(shè)計 (論文 )撰寫規(guī)范的要求，字?jǐn)?shù)在 2000字左右。文獻(xiàn)綜述應(yīng)與開題報告同時提交。 - 1 - 畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文）文 獻(xiàn) 綜 述 蝸桿減速箱體工藝及工裝設(shè)計文獻(xiàn)綜述 摘 要 ：本文主要介紹了渦輪減速器箱體的結(jié)構(gòu)特點以及箱體類零件的發(fā)展趨勢。箱體零件加工屬于典型零件加工，由于箱體零件結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，加工工藝也相對復(fù)雜。通過對相關(guān)文獻(xiàn)資料的學(xué)習(xí)，對一些先進(jìn) 的變速箱有了一定的了解。由于本次設(shè)計與所學(xué)專業(yè)聯(lián)系密切，不僅能夠很好的復(fù)習(xí)、運用在四年里學(xué)習(xí)過的知識，而且還能讓我們把各科的知識貫通起來，更全面了解零件加工工藝過程和相關(guān)的夾具設(shè)計。 關(guān)鍵詞 ：減速器 夾具 加工工藝 - 2 - A on of of of of is a of of us us to up of a of - 3 - 前言 減速 器 是一種動力傳達(dá)機(jī)構(gòu)，利用齒輪的速度轉(zhuǎn)換器，將電機(jī)（馬達(dá)）的回轉(zhuǎn)數(shù)減速到所要的回轉(zhuǎn)數(shù)，并得到較大轉(zhuǎn)矩的機(jī)構(gòu)。在目前用于傳遞動力與運動的機(jī)構(gòu)中，減速機(jī)的應(yīng)用范圍相當(dāng)廣泛。幾乎在各式機(jī)械的傳動系統(tǒng)中都可以見到它的蹤跡，從交通工具的船舶、汽車、機(jī)車，建 筑用的重型機(jī)具，機(jī)械工業(yè)所用的加工機(jī)具及自動化生產(chǎn)設(shè)備，到日常生活中常見的家電，鐘表等等 小負(fù)荷，精確的角度傳輸都可以見到減速機(jī)的應(yīng)用，且在工業(yè)應(yīng)用上， 減 速機(jī)具有減速及增加轉(zhuǎn)矩功能。因此廣泛應(yīng)用在速度與扭矩的轉(zhuǎn)換設(shè)備。 箱體是機(jī)器的基礎(chǔ)零件，它將機(jī)器和部件中的軸、齒輪等有關(guān)零件連接成一個整體，并保持正確的相互位置，彼此協(xié)調(diào)工作，以傳遞動力、改變速度、完成機(jī)器或部件的預(yù)定功能 ， 以傳遞轉(zhuǎn)矩或改變轉(zhuǎn)速來完成規(guī)定的運動。因此箱體的加工質(zhì)量直接影響機(jī)器的工作精度、使用性能和壽命。 箱體 的種類很多，其尺寸大小和結(jié)構(gòu)形式隨著機(jī)器的結(jié)構(gòu)和箱體在機(jī)器中功用的不同有著較大的差異。 在科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的今天，先進(jìn)加工工藝亦日新月異， 20 世紀(jì) 70— 80 年代，世界上減速器技術(shù)有了很大的發(fā)展，且與新技術(shù)革命的發(fā)展緊密結(jié)合。改革開放后，我國引進(jìn)一批先進(jìn)加工裝備，通過引進(jìn)、消化、吸收國外先進(jìn)技術(shù)和科研攻關(guān)，逐步掌握了各種箱體零件的設(shè)計及制造技術(shù)。 1 蝸桿減速 箱體的主要特點及技術(shù)要求 蝸桿減速 箱體有許多精度要求不同的孔和平面組成，內(nèi)部結(jié)構(gòu)比較簡單，但壁的厚薄不均勻，加工的難度較大。弄清箱體加工表面的平行度 、粗糙度、垂直度，特別是要注意箱體零件的各孔系自身的精度（同軸度、圓度、粗糙度等）和它們的相互位置精度（軸線之間的平行度、垂直度以及軸線與平面之間的平行度、垂直度等要求），箱體零件的尺寸是整個零件加工的關(guān)鍵，必須弄清箱體零件的每一個尺寸。 箱體上孔與孔、孔與平面、平面與平面之間都有較高的位置精度要求，這些要求的保證與精基準(zhǔn)的選擇有很大的關(guān)系。為此，通常優(yōu)先考慮“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則。使具有相互位置精度要求的大部分工序，盡可能用同一組基準(zhǔn)定位。以避免因基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換過多而帶來的積累誤差，并且由于采用同一基準(zhǔn)，使所用夾具具 有相似的結(jié)構(gòu)形式，可減少夾具設(shè)計與制造工作量、降低成本。 要表面的加工 （ 1）箱體的平面加工 箱體平面的粗加工和半精加工常選擇刨削和銑削加工。 - 4 - 刨削箱體平面的主要特點是：刀具結(jié)構(gòu)簡單；機(jī)床調(diào)整方便；在龍門刨床上可以用幾個刀架，在一次安裝工件中，同時加工幾個表面，于是，經(jīng)濟(jì)地保證了這些表面的位置精度。 箱體平面銑削加工的生產(chǎn)率比刨削高。在成批生產(chǎn)中，常采用銑削加工。當(dāng)批量較大時，常在多軸龍門銑床上用幾把銑刀同時加工幾個平面，即保證了平面間的位置精度，又提高了生產(chǎn)率。 （ 2）孔系加工 減速器箱體的孔系，是有位置精度要求的各軸承孔的總和，其中有平行孔系和同軸孔系兩類。平行孔系主要技術(shù)要求是各平行孔中心線之間以及中心線與基準(zhǔn)面之間的尺寸精度和平行精度根據(jù)生產(chǎn)類型的不同，可以在普通鏜床上或?qū)Ｓ苗M床上加工。單件小批生產(chǎn)箱體時，為保證孔距精度主要采用劃線法。為了提高劃線找正的精度，可采用試切法，雖然精度有所提高，但由于劃線、試切、測量都要消耗較多的時間，所以生產(chǎn)率仍很低。 坐標(biāo)法加工孔系，許多工廠在單件小批量生產(chǎn)中也廣泛采用，特別是在普通鏜床上加裝較精密的測量裝置（如數(shù)顯等）后，可以較大地提高 其坐標(biāo)位移精度。 必須指出，采用坐標(biāo)發(fā)加工孔系時，原始孔和加工順序的選定是很重要的。因為，各排孔的孔距是靠坐標(biāo)尺寸保證的。坐標(biāo)尺寸的積累誤差會影響孔距精度。如果原始孔和孔的假定順序選擇的合理，就可以減少積累誤差。 2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 國減速器箱體的發(fā)展現(xiàn)狀 我國減速器產(chǎn)品的技術(shù)多源于美國、德國、日本幾個國家，引進(jìn)技術(shù)多為國外上世紀(jì) 80— 90 年代的產(chǎn)品。作為高級技術(shù)領(lǐng)域的變速器在國內(nèi)漫長的引進(jìn)消化過程中如今已有長足的進(jìn)步，能夠在原有技術(shù)引進(jìn)的基礎(chǔ)上，通過改型自行開發(fā)出符合配套要求的新產(chǎn)品，每年變速器行業(yè)都能有十幾個新產(chǎn)品推向市場。但從當(dāng)今變速器的發(fā)展情況來看，在新產(chǎn)品開發(fā)上國內(nèi)變速器仍然走的是一般性的開發(fā)過程，沒有真正的核心技術(shù)產(chǎn)品；從國內(nèi)變速器市場容量來看，有三分之一的產(chǎn)品來自進(jìn)口，而另外三分之二的產(chǎn)品中有 80%以上源自國外技術(shù)，國內(nèi)自主開發(fā)的變速器產(chǎn)品銷量很小，從而說明國內(nèi)變速器廠家的自主開發(fā)能力仍然很薄弱，應(yīng)對新型配套產(chǎn)品的能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，就足以說明國內(nèi)的變速器企業(yè)仍然很渺小，在技術(shù)方面仍然有很長的路要走。 國內(nèi)的減速器多以齒輪傳動、蝸桿傳動為主，但普遍存在著功率與重量比小 ，或 - 5 - 者傳動比大而機(jī)械效率過低的問題。另外，材料品質(zhì)和工藝水平上還有許多弱點，特別是大型的減速器問題更突出，使用壽命不長。國內(nèi)使用的大型減速器（ 500上），多從國外（如丹麥、德國等）進(jìn)口，花去不少的外匯。 外減速器箱體的發(fā)展現(xiàn)狀 目前，德國 利時 本住友等公司在減速器制造業(yè)處于技術(shù)領(lǐng)先地位，國內(nèi)企業(yè)通過改進(jìn)設(shè)計方法、制造工藝使減速器的品質(zhì)不斷提高，部分中、低端產(chǎn)品已經(jīng)可以和國外的部分產(chǎn)品相媲美，但與 公司相比，在產(chǎn)品性能、外觀造型等方面仍存在一定差 距。其根本原因是在設(shè)計理念、設(shè)計方法上存在一定差異。例如，在設(shè)計理念上，國外公司重視減速器外觀造型的設(shè)計，由此樹立品牌特征，而國內(nèi)企業(yè)往往只注重產(chǎn)品的性能而忽略了外觀設(shè)計；在設(shè)計方法上，國外公司在 20世紀(jì) 80 年代將模塊化設(shè)計應(yīng)用于減速器，而國內(nèi)直到 20 世紀(jì)末才引進(jìn)模塊化的概念。實踐證明，設(shè)計方法的改進(jìn)與創(chuàng)新對縮小國內(nèi)外減速器的差距至關(guān)重要。 蝸桿 箱體在各行各業(yè)應(yīng)用廣泛，國外的減速器，以德國、丹麥和日本處于領(lǐng)先地位，特別在材料和制造工藝方面占據(jù)優(yōu)勢，減速器工作可靠性好，使用壽命長。但其傳動形式仍以定軸齒輪傳 動為主，體積和重量問題，也未解決好。 當(dāng)今的減速器是向著大功率、大傳動比、小體積、高機(jī)械效率以及使用壽命長的方向發(fā)展。因此，除了不斷改進(jìn)材料品質(zhì)、提高工藝水平外，還在傳動原理和傳動結(jié)構(gòu)上深入探討和創(chuàng)。 3 減速器發(fā)展趨勢 在科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的今天，先進(jìn)加工工藝亦日新月異，主要有以下發(fā)展趨勢： (1)采用模擬技術(shù)，優(yōu)化工藝設(shè)計。 (2)成形精度向近無余量方向發(fā)展。 (3)成形質(zhì)量向近無“缺陷”方向發(fā)展。 (4)機(jī)械加工向超精密、超高速方向發(fā)展。 (5)采用新型能源及復(fù)合加工。解決新型材 料的加工和表面改性難題。 (6)采用自動化技術(shù)，實現(xiàn)工藝過程的優(yōu)化控制。 (7)采用清潔能源及原材料、實現(xiàn)清潔生產(chǎn)。 (8)加工與設(shè)計之間的界限逐漸淡化，并趨向集成及一體化。 (9)工藝技術(shù)與信息技術(shù)、管理技術(shù)緊密結(jié)合，先進(jìn)制造生產(chǎn)模式獲得不斷發(fā)展。 4 本課題主 要研究的內(nèi)容有： 分析零件圖 在設(shè)計開始時，我們應(yīng)認(rèn)真分析零件圖，了解其箱體零件的結(jié)構(gòu)特點和相關(guān)的技術(shù)要求，對箱體零件的每一個細(xì)節(jié)都應(yīng)仔細(xì)分析，如箱體加工表面的平 - 6 - 行度、粗糙度、垂直度，特別是要注意箱體零件的各孔系自身的精度（同軸度 、圓度、 粗糙度等）和它們的相互位置精度（軸線之間的平行度、垂直度以及軸線與平面之間的平行度、垂直度等要求），箱體零件的尺寸是整個零件加工的關(guān)鍵，必須弄清箱體零件的每一個尺寸。我們采用 件繪制零件圖，一方面增加 對零件的了解認(rèn)識，另一方面增加我們對 件的熟悉。 工藝分析 箱體零件的工藝分析是整個設(shè)計的重點內(nèi)容，在設(shè)計過程中，我們必須根據(jù)批量等嚴(yán)格地選擇毛坯、擬定工藝路線（注意：基準(zhǔn)選擇、定位、夾緊等問題）、 確定加工余量、計算工藝尺寸、計算工時定額和每一步的工時以及分析定位誤差，為了與實際加工相吻合，我們還必須對加工設(shè)備、切削用量、加工方法等進(jìn)行選擇和設(shè)計，這個階段內(nèi)容較多，涉及的范圍也較廣。為了設(shè)計的參數(shù)合理，我們必須廣泛的查閱相關(guān)的書籍 ， 達(dá)到設(shè)計的合理性和實用性。 設(shè)計兩套專用夾具 在設(shè)計夾具的過程中主要要考慮的問題有： ① 基準(zhǔn)選擇：在選擇基準(zhǔn)的時候，要注意區(qū)分粗基準(zhǔn)與精基準(zhǔn)以及要了解基準(zhǔn)的選擇原則，同時要知道基準(zhǔn)的選擇既要滿足選擇原則，同時還要方便定位和夾緊，以免引起不必要的加工誤差，在基準(zhǔn)選擇完之后就要考慮用什么元件進(jìn)行定位。 ② 限制的自由度：在裝夾的過程中，要注意自由度 的限制，必須做到準(zhǔn)確 的定位，不能出現(xiàn)欠定位或過定位。 ③ 夾緊機(jī)構(gòu)：設(shè)計夾緊機(jī)構(gòu)時必須計算分析夾緊力和切削力，不能出現(xiàn)夾 緊力過小而使工件在切削的過程中出現(xiàn)松動而影響精度，也不能出現(xiàn)因夾緊力過 大而使工件變形影響工件質(zhì)量。同時，還要根據(jù)零件生產(chǎn)批量和生產(chǎn)率的考慮來 選擇夾緊方式（手動、氣動或液壓夾緊）。 ④ 夾具的用途：為了工件定位準(zhǔn)確和夾緊的快速，提高效率和降低工人的勞動強度，提高箱體零件加工精度和安裝找正方便 。 還要考慮夾具與機(jī)床的匹配，即機(jī)床的工作臺尺寸和結(jié)構(gòu)能否滿足夾具的安裝。在夾具設(shè)計過程中，我們 統(tǒng)一采用以底面為主要定位面來進(jìn)行加工，因為我們未專門學(xué)習(xí)過夾具的設(shè)計和計算，所以工件量大大地增加了，只有通過在實習(xí)過程中對夾具的感性認(rèn)識和夾具設(shè)計參考書以及夾具圖冊來進(jìn)行設(shè)計和計算，所以夾具的設(shè)計是整個設(shè)計的重點，也是一個難點。 夾具的設(shè)計必須要保證夾具的準(zhǔn)確定位和機(jī)構(gòu)合理，考慮夾具的定位誤差和安裝誤差。我將通過對工件與夾具的認(rèn)真分析，結(jié)合一些夾具的具體設(shè)計事例，查閱相關(guān)的夾具設(shè)計資料，聯(lián)系在工廠看到的一些箱體零件加工的夾具來解決這些問題。 - 7 - ５ 總結(jié) 蝸桿 箱體加工屬于典型零件加工，由于箱體零件 結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，加工工藝也相對復(fù)雜。夾具的設(shè)計關(guān)系到零件在加工過程中的位置是否準(zhǔn)確、可靠、裝夾方便和安全，也關(guān)系到機(jī)加工的精度。機(jī)械加工工藝制定的正確與否，直接關(guān)系到產(chǎn)品是否能夠順利進(jìn)行機(jī)械加工，是產(chǎn)品加工能否達(dá)到所需的尺寸精度和表面粗糙度要求的關(guān)鍵，也關(guān)系到零件加工的經(jīng)濟(jì)性。在當(dāng)今世界形勢下，開發(fā)和生產(chǎn)具有自主知識產(chǎn)權(quán)、適合我國國情的渦輪箱體零件，具有良好的發(fā)展前途。 - 8 - 參考文獻(xiàn) [1] 張亞明 . 機(jī)床夾具分類與構(gòu)成 [J]. 科技資訊 6(5)： 2 [2]孟少農(nóng) 冊 [M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2003. [3] 濮良貴，紀(jì)名剛等著 八版） 等教育出版社 ,2006 [4] 孫恒，陳作模，葛文杰 七版） 2006 [5] 趙志勇 ,王麗杰 . 機(jī)械加工工藝規(guī)程的發(fā)展 [J]. 科技資訊 6)： 25[6] 朱耀祥，浦林祥 . 現(xiàn)代夾具設(shè)計手冊 [M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社 ,2010： 27]鐘春明 減速箱箱體加工工藝及夾具設(shè)計 科技向?qū)? 2014 8]梁錫昌 減速器的分類創(chuàng)新研究 機(jī)械 工程學(xué)報 20119] . [10]2010 [11]005 - 9 - 指導(dǎo)教師意見 指導(dǎo)教師： 年 月 日 專業(yè)教研室審查意見 負(fù)責(zé)人： 年 月 日