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本科畢業(yè)論文(設(shè)計)開題報告
論
文
題
目: 顆粒狀糖果包裝機設(shè)計
學(xué)
院: 機械工程學(xué)院
一、選題依據(jù)1.論文題目
顆粒狀糖果包裝機設(shè)計2.研究領(lǐng)域
綜合設(shè)計
3. 論文(設(shè)計)工作的理論意義和應(yīng)用價值理論意義:
隨著經(jīng)濟的發(fā)展,人們生活水平的日益提高,對產(chǎn)品的包裝要求也越來越高。顆粒包裝機是輕工業(yè)生產(chǎn)中必不可少的自動機械之一, 其主要用于各種顆粒產(chǎn)品的包裝。我國近些年來包裝工業(yè)發(fā)展迅速, 但又在某種程度上受到機械工業(yè)發(fā)展相對滯后的影響,包裝機械發(fā)展也較為緩慢.提高食品工業(yè)的機械化和自動化程度,是實現(xiàn)食品工業(yè)現(xiàn)代化的重要環(huán)節(jié)。用現(xiàn)代化設(shè)備裝備我國食品工廠,已成為一項迫切的重要任務(wù)。為了有利于食品工廠生產(chǎn)率的儲存、流通和消費,必須根據(jù)需求對成品進行適當(dāng)?shù)陌b,因此進行顆粒包裝機的設(shè)計研究具有一定的意義。
應(yīng)用價值:
通過本次畢業(yè)設(shè)計,使學(xué)生對包裝機械有一總體了解,對顆粒包裝機的工作過程進行具體的分析、研究,盡量做到有所創(chuàng)新。同時培養(yǎng)學(xué)生對大學(xué)所學(xué)知識的理解,收集、查閱文獻資料的能力,發(fā)現(xiàn)、分析、解決問題的能力。
實現(xiàn)包裝作業(yè)機械化可以節(jié)約勞動力,提高生產(chǎn)率和產(chǎn)品質(zhì)量, 節(jié)約原材料和降低成本,降低勞動強度和改善環(huán)境衛(wèi)生,保證操作的安全,減少車間的面積等。包裝作業(yè)機械化、自動化目前正向著高速化、通用性、可靠性、費用低、流水線自動化控制、采用新的包裝材料等六個方向發(fā)展[1]。
4. 目前研究的概況和發(fā)展趨勢
4.1 國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀:
我國包裝機械業(yè)概況與展望目前我國包裝機械企業(yè)規(guī)模偏小,技術(shù)裝備不很完善,管理水平比較低,自我發(fā)展和技術(shù)設(shè)計開發(fā)能力較弱, 產(chǎn)品品種單一。產(chǎn)品的技術(shù)含量、附加值較低:新產(chǎn)品開發(fā)周期長, 不能及時響應(yīng)市場的需求,及時提供市場、用戶所急需的產(chǎn)品。企業(yè)主要精力都花費在量的擴張上,對質(zhì)的提升、科技進步的投入嚴重不
足,產(chǎn)品在低水平上重復(fù),許多企業(yè)生產(chǎn)相同的產(chǎn)品,從而使許多產(chǎn)品銷不出去。低價競爭已威脅到企業(yè)生存的地步;另外,產(chǎn)品安全防護措施較差,安全意識不強,這些都造成國內(nèi)產(chǎn)品與國外市場競爭能力偏低.目前我國包裝機械產(chǎn)品普遍存在質(zhì)量不穩(wěn)定、性能單一、成本高、技術(shù)含量低的狀況[4]。隨著我國進入世貿(mào)組織(WTO),國際先進的技術(shù)、設(shè)備和管理經(jīng)驗的進入勢必會對我國剛剛發(fā)展起來的包裝機械工業(yè)造成巨大沖擊,企業(yè)面臨著前所未有的嚴峻考驗[7]。
4.2 國外發(fā)展現(xiàn)狀:
國外包裝機械業(yè)概況美國、日本、德國、意大利是世界上包裝機械四大強國。美國是世界上包裝機械發(fā)展歷史較長的國家,早已形成了獨立完整的包裝機械體系,其品種和產(chǎn)量均居世界之首。10 多年來, 美國始終保持著世界最大包裝機械生產(chǎn)和消費大國的地位。其產(chǎn)品以高、大、精、尖產(chǎn)品居多,機械與計算機緊密結(jié)合,實現(xiàn)機電一體化控制。新型機械產(chǎn)品中以成型、填充、封口三種機械的增長最快,裹包機和薄膜包裝機占整個市場份額的 15%,紙盒封盒包裝機在市場占有率中居第二位。從 90 年代初以來,美國包裝機械業(yè)一直保持著良好的發(fā)展勢頭。散體物料包裝機的改進設(shè)計日本與美國、德國相比,起步較晚。上世紀(jì) 60 年代以前,包裝機械廠家不足 60 家,只能包裝糖果、香煙等。60-70 年代,是日本包裝機械業(yè)起步階段,產(chǎn)值增長速度很快。70-80 年代,增長速度雖不如上一階段那么高,但年增長率仍達 13%。
80-90 年代是穩(wěn)定增長分階段,將微電子技術(shù)成功地應(yīng)用于包裝機械的
控制,以后又將光導(dǎo)纖維技術(shù)、工業(yè)機器人技術(shù)、模塊化技術(shù)應(yīng)用于包裝機械,達到安全性高、無人操作、高生產(chǎn)率的水平,大大提高了其國際市場競爭力。因此從上世紀(jì) 60 年代到 90 年代初,日本包裝機
械工業(yè)連續(xù) 30 多年高速增長,引進--消化--發(fā)展的過程。德國、意大利、英國、瑞士和法國等,都是世界上很重要的包裝機械生產(chǎn)國家。德國的包裝機械在計量、制造、技術(shù)性能等方面居領(lǐng)先地位,特別是啤酒、飲料灌裝設(shè)備具有高速、成套、自動化程度高、可靠性好等特點,享譽全球。一些大公司生產(chǎn)的包裝機械集機-電-儀及微機控制于一體,采用光電感應(yīng),以光標(biāo)控制,并配有防靜電裝置。其大型自動包裝機不僅包裝容積大,而且能集制袋、稱重、充填、抽真空、封口等工序在一臺單機上完成。德國包裝機械業(yè)多年來始終處于穩(wěn)定增長狀態(tài),出口比例占 80%左右。德國是世界上最大的包裝機械出口國。意大利是僅次于德國的第二大包裝機械出口國。意大利的包裝機械多用于食品工業(yè),具有性能優(yōu)良、外觀考究、價格便宜的特點,出口比例占 80%左右[5]。目前,世界各國對包裝機械的發(fā)展都十分重視,集機、
電、氣、光、生、磁為一體的高新技術(shù)產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)。生產(chǎn)高效率化、資源高利用化、產(chǎn)品節(jié)能化、高新技術(shù)實用化、科研成果商業(yè)化已成為世界各國包裝機械發(fā)展的趨勢[8]。
4.3 發(fā)展趨勢:
盡管我國包裝機行業(yè)擁有巨大的發(fā)展空間,但是其發(fā)展?fàn)顩r卻不令人理想,有種裹足不前的現(xiàn)象,這也令人百思不得其解國內(nèi)包裝機企業(yè)由于缺乏高端科技,所以很多產(chǎn)品都是由國外引進的,這樣做雖然大大加快了我國包裝工業(yè)的發(fā)展速度,縮小了我國包裝工業(yè)與發(fā)展國家的差距,但是過分依賴國外依賴國外的高端技術(shù)與技術(shù)裝備,很不利于我國包裝行業(yè)技術(shù)水平的整體提高,不利于發(fā)展自己的知識產(chǎn)權(quán),不利于培育自己的專業(yè)設(shè)計人員,所以我們應(yīng)該加強科學(xué)技術(shù)投入,杜絕過分依賴國外高端技術(shù),加強自主創(chuàng)新力度。再者,我國包裝機行業(yè)內(nèi)缺乏專業(yè)的高技術(shù)人才,科研力度不夠,這樣不利于新產(chǎn)品的研發(fā),許多企業(yè)主要以銷售為主,缺乏科研機構(gòu),不能把技術(shù)轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力,所以還應(yīng)該培養(yǎng)大批科研人員,成立專門的科研機構(gòu), 增強產(chǎn)品創(chuàng)新力。由此可見,包裝機行業(yè)的長久發(fā)展還是打破陳規(guī), 還離不開創(chuàng)新。目前我國包裝機械企業(yè)規(guī)模偏小,技術(shù)裝備不很完善, 管理水平比較低,自我發(fā)展和技術(shù)設(shè)計開發(fā)能力較弱,產(chǎn)品品種單一。需要設(shè)計出獨立完整的包裝機體系,以實現(xiàn)自動化生產(chǎn)要求。
二、論文(設(shè)計)研究的內(nèi)容1.重點解決的問題
(1) 顆粒狀糖果包裝機方案選擇
(2) 包裝及傳動系統(tǒng)設(shè)計
(3) 機械手及進出糖機構(gòu)設(shè)計
2. 擬開展研究的主要方面(論文寫作大綱或設(shè)計思路)
通過查閱資料,首先介紹說明顆粒狀糖果包裝機的產(chǎn)生及背景, 以及國內(nèi)外顆粒狀糖果包裝機的現(xiàn)狀和以后的發(fā)展趨勢。確定包裝機的總體方案選擇,將設(shè)計分為方案設(shè)計,傳動系統(tǒng)設(shè)計及機構(gòu)設(shè)計三部分,通過每一階段深入分析,層層把關(guān),努力設(shè)計出最優(yōu)方案。在設(shè)計過程中特別注重設(shè)計的方法,設(shè)計做到有系統(tǒng)性規(guī)范性和創(chuàng)新性。論文寫作大綱:
1. 緒論(本課題應(yīng)解決的主要問題及技術(shù)要求和國內(nèi)外顆粒狀糖果包裝機的發(fā)展概況)
2. 總體方案選擇
3. 顆粒狀糖果包裝機傳動系統(tǒng)設(shè)計(傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計.電機選擇.帶輪設(shè)計.鏈輪設(shè)計.齒輪設(shè)計)
4. 機構(gòu)設(shè)計(機械手設(shè)計.進出糖機構(gòu)設(shè)計)
3. 本論文(設(shè)計)預(yù)期取得的成果
(1) 顆粒狀糖果包裝機總體設(shè)計方案(2)顆粒狀糖果包裝機結(jié)構(gòu)的設(shè)計一套
(3)顆粒狀糖果包裝機設(shè)計圖紙一套.三維模型(4)完成畢業(yè)論文一份
(5)數(shù)據(jù)電子版光盤一份三、論文(設(shè)計)工作安排
1. 擬采用的主要研究方法(技術(shù)路線或設(shè)計參數(shù))
對顆粒狀糖果包裝機結(jié)構(gòu)進行研究,結(jié)合實際設(shè)計合理的機構(gòu)并進行計算,最終完成顆粒狀糖果包裝機設(shè)計的研究工作。
2. 論文(設(shè)計)進度計劃
第 1 周:查閱相關(guān)文獻資料,了解設(shè)計內(nèi)容,初步方案設(shè)計;
第 2 ~ 4 周:總體方案設(shè)計,撰寫開題報告并完善開題報告;
第 5 ~ 6 周:顆粒狀糖果包裝機整體結(jié)構(gòu)設(shè)計計算;
第 7 ~ 8 周:顆粒狀糖果包裝機各傳動機構(gòu)設(shè)計計算; 第 9 周:開始繪制相關(guān)CAD 圖紙;
第 10 周:中期檢查;
第 11~13 周:完善CAD 圖紙;
第 14 周:撰寫畢業(yè)設(shè)計說明書;
第 15~16 周:完善畢業(yè)設(shè)計各項內(nèi)容,準(zhǔn)備答辯四、需要閱讀的參考文獻
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附:文獻綜述或報告
文獻綜述
隨著經(jīng)濟的發(fā)展,人們生活水平的日益提高,對產(chǎn)品的包裝要求也越來越高。顆粒包裝機是輕工業(yè)生產(chǎn)中必不可少的自動機械之一,其主要用于各種顆粒產(chǎn)品的包裝。我國近些年來包裝工業(yè)發(fā)展迅速,但又在某種程度上受到機械工業(yè)發(fā)展相對滯后的影響。包裝機械發(fā)展也較為緩慢,因此進行顆粒包裝機的設(shè)計研究具有一定的意義。通過本次畢業(yè)設(shè)計,使學(xué)生對包裝機械有一總體了解,對顆粒包裝機的工作過程進行具體的分析、研究,盡量做到有所創(chuàng)新。同時培養(yǎng)學(xué)生對大學(xué)所學(xué)知識的理解,收集、查閱文獻資料的能力,發(fā)現(xiàn)、分析、解決問題的能力。
包裝機械概述包裝機械是包裝工業(yè)的一大門類產(chǎn)品,在包裝工業(yè)中有著舉足輕重的地位和作用,它給行業(yè)提供必要的技術(shù)設(shè)備,以完成產(chǎn)品的包裝工藝過程。盡管包裝機械的產(chǎn)值在整個包裝工業(yè)中所占的比重不如包裝材料大,不屬于經(jīng)常性消耗品,但對包裝工業(yè)的現(xiàn)代化卻是不可缺少的支撐。沒有現(xiàn)代化的包裝機械,就沒有現(xiàn)代化的包裝工業(yè)。用于完成包裝過程的包裝機械可分為 11 類,它們是充填機械、灌裝機械、封口機械、裹包機械、多功能包裝機械、標(biāo)簽機械、清洗機械、干燥機械、殺菌機械、捆 扎機械和集裝機械、輔助包裝機械和設(shè)備等。包裝機械作為專業(yè)性機械,除了同于普通機械的一般要求外,還有外表美觀、傳動裝置緊湊、運轉(zhuǎn)平穩(wěn)、精度高、生產(chǎn)效率高等要求,以很好地完成自身功能適應(yīng)市場需求。
我國包裝機械業(yè)概況與展望目前我國包裝機械企業(yè)規(guī)模偏小,技術(shù)裝備不很完善,管理水平比較低,自我發(fā)展和技術(shù)設(shè)計開發(fā)能力較弱,產(chǎn)品
品種單一。產(chǎn)品的技術(shù)含量、附加值較低:新產(chǎn)品開發(fā)周期長,不能及時響應(yīng)市場的需求,及時提供市場、用戶所急需的產(chǎn)品。企業(yè)主要精力都花費在量的擴張上,對質(zhì)的提升、科技進步的投入嚴重不足,產(chǎn)品在低水平上重復(fù),許多企業(yè)生產(chǎn)相同的產(chǎn)品,從而使許多產(chǎn)品銷不出去。低價競爭已威脅到企業(yè)生存的地步;另外,產(chǎn)品安全防護措施較差,安全意識不強, 這些都造成國內(nèi)產(chǎn)品與國外市場競爭能力偏低。散體物料包裝機的改進設(shè)計目前我國包裝機械產(chǎn)品普遍存在質(zhì)量不穩(wěn)定、性能單一、成本高、技術(shù)含量低的狀況。隨著我國進入世貿(mào)組織(WTO),國際先進的技術(shù)、設(shè)備和管理經(jīng)驗的進入勢必會對我國剛剛發(fā)展起來的包裝機械工業(yè)造成巨大沖擊,企業(yè)面臨著前所未有的嚴峻考驗。
國外包裝機械業(yè)概況美國、日本、德國、意大利是世界上包裝機械四大強國。美國是世界上包裝機械發(fā)展歷史較長的國家,早已形成了獨立完整的包裝機械體系,其品種和產(chǎn)量均居世界之首。10 多年來,美國始終保持著世界最大包裝機械生產(chǎn)和消費大國的地位。其產(chǎn)品以高、大、精、尖產(chǎn)品居多,機械與計算機緊密結(jié)合,實現(xiàn)機電一體化控制。新型機械產(chǎn)品中以成型、填充、封口三種機械的增長最快,裹包機和薄膜包裝機占整個市場份額的 15%,紙盒封盒包裝機在市場占有率中居第二位。從上世 90 年代初以來,美國包裝機械業(yè)一直保持著良好的發(fā)展勢頭。散體物料包裝機的改進設(shè)計日本與美國、德國相比,起步較晚。上世紀(jì) 60 年代以前, 包裝機械廠家不足 60 家,只能包裝糖果、香煙等。60-70 年代,是日本包裝機械業(yè)起步階段,產(chǎn)值增長速度很快。70-80 年代,增長速度雖不如上一階段那么高,但年增長率仍達 13%。80-90 年代是穩(wěn)定增長分階段, 將微電子技術(shù)成功地應(yīng)用于包裝機械的控制,以后又將光導(dǎo)纖維技術(shù)、工
業(yè)機器人技術(shù)、模塊化技術(shù)應(yīng)用于包裝機械,達到安全性高、無人操作、高生產(chǎn)率的水平,大大提高了其國際市場競爭力。因此從上世紀(jì) 60 年代
到 90 年代初,日本包裝機械工業(yè)連續(xù) 30 多年高速增長,引進--消化-- 發(fā)展的過程。德國、意大利、英國、瑞士和法國等,都是世界上很重要的包裝機械生產(chǎn)國家。德國的包裝機械在計量、制造、技術(shù)性能等方面居領(lǐng)先地位,特別是啤酒、飲料灌裝設(shè)備具有高速、成套、自動化程度高、可靠性好等特點,享譽全球。一些大公司生產(chǎn)的包裝機械集機-電-儀及微機控制于一體,采用光電感應(yīng),以光標(biāo)控制,并配有防靜電裝置。其大型自動包裝機不僅包裝容積大,而且能集制袋、稱重、充填、抽真空、封口等工序在一臺單機上完成。德國包裝機械業(yè)多年來始終處于穩(wěn)定增長狀態(tài), 出口比例占 80%左右。德國是世界上最大的包裝機械出口國。意大利是僅次于德國的第二大包裝機械出口國。意大利的包裝機械多用于食品工業(yè), 具有性能優(yōu)良、外觀考究、價格便宜的特點,出口比例占 80%左右。目前, 世界各國對包裝機械的發(fā)展都十分重視,集機、電、氣、光、生、磁為一體的高新技術(shù)產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)。生產(chǎn)高效率化、資源高利用化、產(chǎn)品節(jié)能化、高新技術(shù)實用化、科研成果商業(yè)化已成為世界各國包裝機械發(fā)展的趨勢。
盡管我國包裝機行業(yè)擁有巨大的發(fā)展空間,但是其發(fā)展?fàn)顩r卻不令人理想,有種裹足不前的現(xiàn)象,這也令人百思不得其解國內(nèi)包裝機企業(yè)由于缺乏高端科技,所以很多產(chǎn)品都是由國外引進的,這樣做雖然大大加快了我國包裝工業(yè)的發(fā)展速度,縮小了我國包裝工業(yè)與發(fā)展國家的差距,但是過分依賴國外依賴國外的高端技術(shù)與技術(shù)裝備,很不利于我國包裝行業(yè)技術(shù)水平的整體提高,不利于發(fā)展自己的知識產(chǎn)權(quán),不利于培育自己的專業(yè)設(shè)計人員,所以我們應(yīng)該加強科學(xué)技術(shù)投入,杜絕過分依賴國外高端技術(shù),
加強自主創(chuàng)新力度。再者,我國包裝機行業(yè)內(nèi)缺乏專業(yè)的高技術(shù)人才,科研力度不夠,這樣不利于新產(chǎn)品的研發(fā),許多企業(yè)主要以銷售為主,缺乏科研機構(gòu),不能把技術(shù)轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力,所以還應(yīng)該培養(yǎng)大批科研人員,成立專門的科研機構(gòu),增強產(chǎn)品創(chuàng)新力。由此可見,包裝機行業(yè)的長久發(fā)展還是打破陳規(guī),還離不開創(chuàng)新。
我國自動包裝機地發(fā)展新趨勢: (1)生產(chǎn)效率化
機電一體化是提高包裝機械自動化程度及運行可靠性和穩(wěn)定性的重要保證。未來包裝機械產(chǎn)業(yè)將配合產(chǎn)業(yè)自動化趨勢,技術(shù)發(fā)展將朝著四個方向發(fā)展;一是機械功能多元化。工商業(yè)產(chǎn)品已趨向精致化及多元化,在大環(huán)境變化形勢,多元化、彈性化且具有多種切換功能的包裝機種方能適應(yīng)市場需求。二是結(jié)構(gòu)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)化、模組化。充分利用原有機型模組化設(shè)計, 可在短時間內(nèi)轉(zhuǎn)換新機型。三是控制智能化。四是結(jié)構(gòu)高精度化。
(2) 資源的高利用化
資源的高利用化有三重含義:提高資源的綜合利用率;提高有效成分的提取率;減少其營養(yǎng)成分的損失。
(3) 產(chǎn)品節(jié)能化
節(jié)能的新技術(shù)、新產(chǎn)品已成為當(dāng)今國內(nèi)外包裝工業(yè)的發(fā)展重點,在包裝機械中,廣泛采用節(jié)能技術(shù)對降低生產(chǎn)和提高經(jīng)濟效益具有重要作用。
(4) 高技術(shù)實用化
在包裝機械中采用微機技術(shù)、真空技術(shù)、無菌包裝、膜分離技術(shù)、超高壓等新技術(shù),可提高產(chǎn)品品質(zhì)。
(5) 大力加強科研、開發(fā)能力
加快科研成果向商業(yè)轉(zhuǎn)化的步伐,使科學(xué)技術(shù)真正成為解放生產(chǎn)力和推動社會進步的強大動力。
通過研究國內(nèi)外包裝機械發(fā)展的現(xiàn)狀,和學(xué)習(xí)包裝機械的工作原理, 確定包裝機的基本結(jié)構(gòu),進行簡單的分析,完成包裝機的設(shè)計工作。理解現(xiàn)有的巧克力糖果包裝機械的傳動原理圖及其工作過程,針對存在的問題提出合理的設(shè)計方案:包裝工藝方案的擬定及分析,自動機的各個執(zhí)行機構(gòu)設(shè)計。
巧克力糖包裝機設(shè)計是一個典型的機械系統(tǒng)設(shè)計。隨著新產(chǎn)品、新技術(shù)、新結(jié)構(gòu)、新工藝、新材料的日益發(fā)展,實際生產(chǎn)對自動包裝機的要求越來越高,所以其更新?lián)Q代也快,也就提出了對巧克力糖果自動包裝機設(shè)計的要求。
提高食品工業(yè)的機械化和自動化程度,是實現(xiàn)食品工業(yè)現(xiàn)代化的重要一環(huán)。用現(xiàn)代化設(shè)備裝備我國食品工廠,已成為一項迫切的重要任務(wù)。為了有利于食品工廠生產(chǎn)率的儲存、流通和消費,必須根據(jù)需要對成品進行適當(dāng)?shù)陌b。
實現(xiàn)包裝作業(yè)機械化的好處:節(jié)約勞動力,提高生產(chǎn)率和產(chǎn)品質(zhì)量, 節(jié)約原材料和降低成本,降低勞動強度和改善環(huán)境衛(wèi)生,保證操作的安全, 減少車間的面積等。包裝作業(yè)機械化、自動化目前正向著高速化、通用性、可靠性、費用低、流水線自動化控制、采用新的包裝材料等六個方向發(fā)展。粒狀巧克力糖生產(chǎn)批量很大,手工包裝遠遠不能適應(yīng)市場的要求,為止,提出粒狀巧克力糖自動包裝機的設(shè)計任務(wù)。
傳統(tǒng)的包裝機械多采用機械式控制,如凸輪分配軸式,后來又出現(xiàn)了光電控制、氣動控制等控制形式。但是,隨著食品加工工藝的日益提高,
對包裝參數(shù)的要求不斷增多,原有的控制系統(tǒng)已難以滿足發(fā)展的需要,應(yīng)采用新的技術(shù)改變食品包裝機械的面貌。當(dāng)今的食品包裝機械是集機、電、氣、光、磁于一體的機械電子設(shè)備,在設(shè)計時,應(yīng)著力于提高包裝機械的自動化程度,將包裝機械的研發(fā)與計算機結(jié)合,實現(xiàn)機電一體化控制。
指導(dǎo)教師評閱意見(對選題情況、研究內(nèi)容、工作安排、文獻綜述等方面進行評閱)
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教研室主任意見
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學(xué)院教學(xué)指導(dǎo)委員會意見
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