单工序落料模具设计说明书.docx

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单工序落料模具设计说明书

分子生物学复习

一、名词解释

1、减色效应：

若变性DNA复性形成双螺旋结构后，其260nm紫外吸收降低的现象。

（单链→双链）

2、增色效应：

核酸分子解链变性成断链，其紫外吸收值（260nm）增加的现象。

（双链→单链）

3、DNA变性：

指核酸双螺旋碱基对的氢键断裂，双链变成单链，从而使核酸的天然构象和性质发生改变。

4、复制子：

以单一单位复制的任何一段DNA。

5、半不连续复制：

DNA复制时，每个复制叉中的前导链是连续复制的，而后随链是以反方向合成不连续的短片段的复制方式。

6、半保留复制：

通过亲本DNA双螺旋两链分开，每一条链作为模板合成新的互补链的复制方式。

7、冈崎片段：

相对比较短的DNA链（大约1000核苷酸残基），是在DNA的后随链的不连续合成期间生成的片段。

8、DNA载体：

9、无义突变：

在基因的正常终止密码子之前产生一个终止密码子的点突变。

10、同义突变：

即沉默突变，在密码子中改变了一个碱基但没有改变密码子所编码的氨基酸的点突变。

11、移码突变：

在正常的DNA分子中，某位点插入或者缺失的碱基数目为非3的倍数，造成该位点之后的蛋白质三联体密码子阅读框发生改变，从而使一系列基因编码序列产生移位错误的突变。

12、分子克隆：

在体外对DNA分子按照既定目的和方案进行人工重组，将重组分子导入合适寄主，使其在寄主中扩增和繁殖，以获得该DNA分子的大量拷贝。

13、基因工程：

在分子水平上对基因进行操作的复杂技术，是将外源基因通过体外重组后导入受体细胞内，使这个基因能在受体细胞内复制、转录、翻译表达的操作。

14、PCR：

聚合酶链反应，利用与DNA模板序列的两端互补的一对寡聚核苷酸引物来扩增一段DNA序列的反应。

一个PCR循环包括变性、退火（复性）和延伸三步。

15、启动子：

是RNA聚合酶特异性识别和结合，并导致转录开始的DNA序列。

16、—10序列：

是几乎所有启动子都含有一个的6bp序列。

该六聚体通常位于转录起点上游10bp处，共有的—10序列是TATAAT。

17、—35序列：

在大多数启动子中都可以找到的6bp序列。

该六聚体一般位于转录起点上游35bp处，共有的—35序列是TTGACA。

18、操纵子：

是基因表达的协调单位，由启动子、操纵基因及其所控制的一组功能上相关的结构基因所组成。

19、操纵序列：

是操纵子中的控制元件，在操纵子上调节结构基因转录的一段DNA序列。

20、CAP：

分解代谢激活蛋白同二聚体。

21、增强子：

位于真核基因中远离转录起点，能明显增强启动子转录效率的特殊DNA序列。

22、弱化子：

一段位于结构基因上游前导区，具有终止子结构的短序列，RNA合成终止时，起终止转录信号作用的DNA序列。

23、外显子：

真核细胞基因DNA中的编码序列，这些序列被转录成RNA并进而翻译为蛋白质。

24、内含子：

真核细胞基因DNA中的间插序列，这些序列被转录成RNA，但随即被剪除而不翻译。

25、顺式作用元件：

是指对基因表达有调节活性的DNA序列，其活性只影响与其自身同处在一个DNA分子上的基因。

26、反式作用因子：

能直接或间接地识别或结合在各类顺式作用元件核心序列上，参与调控靶基因转录效率的蛋白质。

27、RNA编辑：

RNA加工的一种形式，是通过改变、插入或者删除初生转录物特定部位的残基而改变其中的核苷酸序列的现象。

28、可变mRNA加工：

将一种mRNA前体转化为一种以上成熟mRNA的加工过程。

可变mRNA加工包括：

可变（或差异剪接和可变（或差异poly（A加工。

二、简答题

1、简述紫外分光光度法检测DNA纯度的原理。

★

DNA和RNA的最大紫外光吸收波长在260nm，而蛋白质的为280nm。

纯的双链DNA的A260/A280为1.8，纯的RNA的A260/A280为2.0，而蛋白质的A260/A280必定小于1.0（实际上为0.5左右）。

因此，如果DNA样品的A260/A280小于1.8，则说明样品中含有蛋白质；如果A260/A280大于1.8，则说明有RNA污染。

2、DNA的损伤原因是什么？

有哪些修复途径？

（1）损伤原因：

外源化学试剂或射线对DNA的化学作用会导致其化学或物理结构发生变化。

这些变化也许会阻断复制或转录，结果是致死性的；也许会通过直接或间接诱变发生突变。

DNA的化学不稳定性可产生自发性损伤，如脱氨和脱嘌呤。

（2）修复途径：

①光复活，②切除修复，③错配修复，④烷基转移酶。

3、简述DNA测序的方法类型及双脱氧终止法DNA测序的基本原理。

★

（1）测序方法：

①Maxam和Gilbert的化学法：

DNA末端标记，碱基修饰，氨基转移，链的切割。

②Sanger酶学法：

即双脱氧终止法，是用双脱氧核苷酸作为链终止试剂，通过聚合酶的引物延伸产生一系列大小不同的DNA片段后再进行分离的方法。

（2）基本原理：

测序引物与单链DNA模板分子结合后，DNA聚合酶用dNTP延伸引物。

延伸反应分4组进行，每一组分别用4种ddNTP中的一种来进行终止，再用PAGE（聚丙烯酰胺凝胶电泳）分析4组样品（通常具放射性）。

双脱氧核苷酸在脱氧核糖上没有聚合酶延伸链所需的3'-OH基团，所以可被用作链终止试剂。

可在合成步骤通过掺入同位素标标记物，或者也可先将引物末端用具有的放射性的标记物或荧光染料进行标记后再放入合成步骤。

4、简述质粒载体必须具备的基本特征。

（1）能自主复制；

（2）具有复制起点；

（3）携带易于筛选的选择标记；

（4）具有多种限制性内切酶的切割位点；

（5）具有较小的相对分子质量和较高的拷贝数。

5、简述蓝-白颜色（斑点）筛选的基本原理。

★

利用一种蓝色化合物的形成作为指示剂，通过插入目的片段使质粒载体上编码β-半乳糖苷酶的LacZ基因失活，而LacZ基因在IPTG诱导下可表达，表达形成的酶可以利用底物X-gal形成一种蓝色化合物，LacZ基因的插入失活导致不能形成蓝色菌落。

（蓝色→未插入片段，白色→含插入片段）

6、简述原核生物基因转录调控的特点和类型。

★

（1）特点：

①原核生物只有一种RNA聚合酶；

②原核生物的表达是以操纵子为单位的；

④原核基因一般不含内含子；

⑤原核生物控制水平主要在转录水平，这种控制臂基因产物直接控制慢；

⑥在大肠杆菌mRNA的核糖体结合位点上含有SD序列。

（2）类型：

负控制的诱导模型，正控制的诱导模型，负控制的阻遏模型和正控制的阻遏模型。

7、比较真核生物的三种RNA聚合酶的性质及功能上的差异。

★一、课程设计目的Ⅰ存在核仁中，转录大部分rRNA的基因，对α-鹅膏蕈碱不敏感；

（2）RNA聚合物Ⅱ存在于核质中，转录所有的编码基因和一些snRNA基因，对α-鹅膏蕈敏感；

（3）RNA聚合物Ⅲ存在于核质中，转录tRNA、5SrRNA和U6snRNA的基因以及其他一些小分子RNA，对α-鹅膏蕈碱中度敏感。

三、工艺分析8、2

（或差异剪接和可变（或差异

3.1生产方案的制定

2

三、论述题

1、PCR扩增的基本原理、引物设计、所需要的试剂和具体扩增程序。

★3.2材料分析

（1）基本原理：

依据细胞内DNA半保留复制的机理，以及体外DNA分子于不同温度下双链和单链可以相互转变的性质，人为地控制体外合成系统的温度，以促使双链DNA变成单链，单链DNA与人工合成的引物退火，然后耐热DNA聚合酶以dNTP3

（2）引物设计：

①一对引物，与3’端互补；

3.3精度分析碱基分布随机；

④引物内、引物间不应有互补序列；

⑤引物与非特异扩增区无同源性

3.4操作与定位方式3

⑦5′端可游离

四、工艺计算

②4种dNTP混合物，4.1

③④4

⑤TaqDNA聚合酶，

⑥MgCl料宽设计

双蒸水。

（4）扩增程序：

94℃预变性5分钟→【94℃变性30秒→55℃退火30秒→72℃延伸1分钟】共25-30个循环，最后72℃延伸5分钟，最后将PCR产物于4℃冰箱保存。

4.3画排样图5

类型

4.4

基因的转录

5DNA复制

目的4.5材料的利用率5

合成DNA

原料

4.6冲裁工艺力计算5

4种脱氧核糖核苷酸

4.7刃口尺寸计算

所需要的酶

RNA聚合酶

解旋酶、RNA聚合酶、DNA聚合酶、DNA连接酶

4.8凹模高度

不对称，只以DNA一条链为模板，只在双链DNA上的一条链上进行

半保留复制4.9凸模长度确定7产物

一个单链RNA

（mRNA、rRNA、tRNA）7

2个双链DNA

五.设备选择8

六、装配图及零件图绘制8

有

七、参考文献9

不要加工

碱基配对方式

一、课程设计目的

A-T，G-C设计有着重要的意义，能巩固课本中学的知识，熟悉相关资料，理清设计思路，练习绘图及文献检索的能力，培养和提高分析，解决问题的能力，学习冲压工艺与模具设计的具体方法和步骤，为毕业设计打下基础。

（1

3、试比较原核生物和真核生物转录的差异。

（2）经行一次冷冲压模具设计的实际训练。

通过设计巩固相关理论知识，为以后的工作做好准备。

（3）通过计算和绘图，学会运用标准、规范、手册、图册和查阅有关技术资料等培养模具设计的基本技能。

（4）如何选取合适的排样，，需要通过材料利用率、搭边值、步距的计算，从而选择最合理、最有经济效益的排样方案。

真核生物

发生场所

二、工件简图

类核

材料为Q235，板厚为t=3mm，生产批量：

大批量

RNA聚合酶

三、工艺分析

3种

3.1

的结合

冲裁组合方式的确定应根据下列因素决定。

1生产批量：

一般来说，小批量与试制采用单工序冲裁，中批量和大批量生产采用复合冲裁或级进冲裁。

2

通过转录因子相互作用进行结合

3对工件尺寸、形状的适应性工件的尺寸较小时，常采用复合冲裁或级进冲裁。

对于尺寸中等的工件，由于制造多副单工序模的费用比复合模具昂贵，也常采用复合冲裁，但工件上孔与孔之间或孔与边缘之间的距离过小时，

启动子

4

通常位于基因的上游

5操作方便与安全：

复合冲裁出件或清除废料比较困难，工作安全性较差。

级进冲裁较安全。

不同启动子

方案一：

先冲圆孔，后落料，最后弯曲

具有相当大的同源性

具有较大的差异

材料分析

Q235为碳素结构钢，抗拉强度为432-461MPa,抗剪强度为304-373MPa,屈服强度为253MPa,具有很好的冲裁成形性能，符合冲裁工艺。

有

3.3精度分析

零件图未标注公差，按精度要求为IT14计算，普通冲裁即可满足图样要求。

只含有一个基因

为降低成本，可采用手工送料方式。

转录终止

四、工艺计算

在几个多聚U前面形成颈

4.1排样设计与计算

1.尺寸计算将（工件按中性层展开

（1）直边段为a，b

需要加工，与翻译相分离

b=80-3-3=74mm

（2）圆角边段为c

由于R/t=3/3=1>0.5,则该圆角属于有圆角弯曲，根据中性层长度不变原理计算。

查资料

（1）乳糖操纵子的基因结构：

由启动子Plac

c=π（r+kt）、调节基因lacI和三个结构基因（（3+0.42、lacY、lacA）组成。

LacZ，编码β-半乳糖苷酶，它可以将乳糖水解为半乳糖和葡萄糖；

LacY，编码半乳糖苷透性酶，它能将乳糖运送透过细菌的细胞壁；

LacA，编码硫代半乳糖

（3弯曲毛坯展开总长度：

L=a+c+b=24+74+6.69=104.6mm

正调控：

为了实现高水平的转录，需要cAMP受体蛋白活化，当葡萄糖缺乏时，大肠杆菌内cAMP水平上升，CAP与c

工件展开长度为104.6mm，所以原料料宽为B=104.6+2x2.5=109.6mm，查《冷冲压模具课程设计与毕业设计指导》表3-9得：

△=（0.15-0.20）t，可取t=0.6，所以料宽公差为109.60-0.6mm.

4.3画排样图

4.4送料步距

h=30+2.2=32.2mm

4.5材料的利用率

排样时，在保证工件质量的前提下，要尽量提高材料的利用率。

η=A/bh=104.6x30/（109.6x32.2=88.9%

4.6冲裁工艺力计算

冲裁模设计时，为了合理地设计模具及选用设备，必须计算冲裁工艺力。

压力机的吨位必须大于所计算的冲裁工艺力，以适应冲裁间隙的要求。

冲裁工艺力包括冲裁力F、卸料力F卸、推件力F推和顶件力F顶。

该落料工艺不需要计算顶件力。

冲裁件周长L=2（L1+L2）=269.2mm

材料厚度t=3mm

取Q235钢的抗剪强度τ=350MPa.

冲裁力F=1.3Ltτ=1.3x269.2x3x350KN=122.5KN.

查《冷冲压模具课程设计与毕业设计指导》表3-17得：

Kx=0.035Kt=0.045Kd=0.05

卸料力Fx=KxF=122.5x0.035=4.29KN.

推件力Ft=KtF=122.5x0.045=5.51KN.

顶料力Fd=KdF=122.5x0.05=6.12KN.

总工艺力FΣ=F+Fx+Ft=132.3KN

4.7刃口尺寸计算

以凹模为基准，工件基本尺寸为104.6mm，30mm，因为工件无公差，取磨损系数x=0.5，查《冷冲压模具课程设计与毕业设计指导》表3-9取Δ为0.6.根据材料及料厚，查《冷冲压模具课程设计与毕业设计指导》表3-8，确定Zmax=0.64，Zmin=0.46.

凹模由Dd=（Dmax-xΔ0+1/4Δ得：

D1=（104.6-0.5×0.6）+0.150=104.3+0.150mm

D2=（30-0.5×0.6+0.150=29.7+0.150mm

凸模由dd=（Dd-Zmin）0-1/4Δ得：

d1=（104.3-0.460-0.15=103.840-0.15mm

d2=（29.7-0.460-0.15=29.240-0.15mm

4.8凹模高度

H=Kb=0.24x104.6=25.1mm

式中，b—凹模孔的最大宽度（mm）

K—因数，查《冷冲压模具课程设计与毕业设计指导》表3-22，取K=0.24。

凹模壁厚c=（1.5-2）H.取c=47.85mm.

4.9凸模长度确定

凸模长度H=H1+H2+H3+H4+a=15+15+10+1+20=51mm

式中H1—凸模固定板厚度15mm

H2—固定卸料版高度10mm

H3—导料板高度10mm

H4—凸模进凹模深度1mm

a—附加长度，无特殊要求取20mm

4.10选择标准模架

该工序采用后侧导柱模架，查《冲压模具设计师速查手册》：

上模座：

200×160×45mm

下模座：

200×160×55mm

导柱：

28×180mm

导套：

28×110×43mm

模具闭合高度190-235,取210mm

五.设备选择

压力机设备选择考虑到压力机的使用安全，选择压力机的吨位时，总工艺力FΣ一般不应超过压力机额定吨位的80%。

查《冲压模具设计师速查手册》，选择压力机为J23-16F。

工称力：

160KN

滑块行程：

20mm

最大装模高度：

205mm

工作台尺寸（前后×左右）：

300×450mm

模柄孔尺寸：

Ф40×60

6、装配图及零件图绘制

见附图：

一张A3装配图和两张A4零件图

7、参考文献

1.《冲压工艺及模具设计》

2.《冲压模具设计实用教程》

3.《冲压模具简明设计手册》TG385.2-62/H15

4.《AutoCAD2014从入门到精通》TP391.72/C03

5.《冲压工艺与模具》吴伯杰主编电子工业出版社

6.《塑性成型工艺与模具设计》高锦张主编机械工业出版社

7.《中国模具设计大典3》高锦张主编江西科学技术出版社

8.《冲模图册》李天佑主编机械工业出版社

9.《冷冲压模具设计》江维健主编华南理工大学出版社

10.《工程图学简明教程》董培蓓主编天津大学出版社