Систематические и случайные погрешности

Основные показатели качества машин в значительной степени определяются точностью их изготовления. В свою очередь точность изготовления машин зависит от точности обработки их деталей и качества сборки сборочных единиц и изделий в целом.
Точностью обработки называют степень приближения действительных значений размеров и геометрических параметров обработанной поверхности требованиям чертежа и технических условий (их номинальным значениям).
Погрешностью обработки называется разность между действительным и средним значениями размера или геометрического параметра.
Оптимальная точность изготовления деталей обеспечивается ограничением указанных погрешностей их предельными значениями, т. е. соответствующими допусками. Заданные чертежом допуски, ограничивающие отклонения геометрических параметров поверхностей детали, должны обеспечить служебное назначение машины. Эти допуски устанавливаются соответствующими стандартами.
Стандарты единой системы допусков и посадок (ЕСДП) распространяют на гладкие сопрягаемые и несопрягаемые элементы деталей с номинальными размерами до 10 000 мм.
Степени точности по ЕСДП называют квалитетами. Установлено 19 квалитетов: 01, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17.
Допуск квалитета условно обозначается сочетанием прописных букв и номера квалитета, например JT1, JT2, JT5, JT12 и т. д.
Термины и определения, относящиеся к основным видам отклонений допусков формы и расположения, установлены ГОСТ 24642–81. В основу нормирования и количественной оценки отклонений формы и расположения поверхностей положен принцип прилегающих поверхностей, прямых и профилей.
Под отклонением формы поверхности (профиля) понимают отклонение реальной поверхности (реального профиля). Количественно отклонение формы оценивается наибольшим расстоянием от точек реальной поверхности (реального профиля) до прилегающей поверхности (прилегающего профиля) по нормали к прилегающей поверхности (прилегающего профиля).
Отклонение расположения – отклонение реального расположения рассматриваемого элемента от его номинального расположения.
Суммарные отклонения формы и расположения – отклонения, являющиеся результатом совместного отклонения формы и расположения рассматриваемой поверхности установлены ГОСТ24643–81, который предусматривает 16 степеней точности.
Обозначение на чертежах допусков формы и расположения поверхностей деталей производится в соответствии 2.308–79 двумя способами: условным обозначением или текстом в технических требованиях. Применение условных обозначений предпочтительнее.
Стандартами установлены допуски и посадки различных соединений (резьбовых, шлицевых, шпоночных, колес, зубчатых колес и передач и др.). Допустимую погрешность обработки указывают на чертеже с помощью соответствующих допусков (отклонений). Погрешности обработки резанием подразделяются на: тематические; постоянные; систематические, изменяются закономерно; случайные; грубые. 
Систематическая погрешность – это такая погрешность, которая для всех заготовок рассматриваемой партии остаётся постоянной (Δсист = const), или же закономерно меняется при переходе от каждой обрабатываемой заготовки к следующей.
Систематические постоянные погрешности создаются погрешностями станка (например, смещением оси шпинделя по отношению к направляющим станины), погрешностями приспособления (например, биением оправки, погрешностями расположения отверстий в кондукторе, рением упорных штифтов), погрешностями режущего и мерительного инструмента и т.д. 
Систематические погрешности, изменяющиеся закономерно, вызываются непрерывным износом режущего инструмента или станка, изменением температуры и др. Под случайными погрешностями понимают непостоянные по значению и знаку погрешности, причину возникновения которых установить заранее не представляется возможным.
Грубые погрешности (или промахи) могут возникнуть: результат неправильной установки режущего инструмента либо неправильного использования мерительного инструмента и т. д.
Для принятия мер по уменьшению погрешностей необходимо знать причины их возникновения. Это затрудняется тем, что при изготовлении деталей ошибки суммируются. При определении суммарной погрешности систематические и случайные погрешности слагают с учетом их менее выгодного сочетания, т. е. когда они имеют одинаковые знаки.
Причины возникновения систематических погрешностей могут быть выявлены и устранены. Причины возникновения случайных погрешностей неизвестны, но может быть установлен закон распределения этих погрешностей.
Случайная погрешность – это такая погрешность, которая для различных заготовок рассматриваемой партии имеет различные значения, причем ее появление не подчиняется никакой видимой зависимости.
В результате возникновения случайных погрешностей происходит рассеивание размеров заготовок, обработанных при одних и тех же условиях. Рассеивание размеров вызывается совокупностью многих причин случайного характера, не поддающихся предварительному определению и проявляющих свое действие независимо друг от друга.
В результате при обработке партии заготовок действительный размер каждой заготовки является случайной величиной и может принимать любое значение в границах определенного интервала.
Путем статистической обработки результатов измерений партии заготовок (Rа > 25 шт.) определяют закономерности появления деталей с различными отклонениями. Результаты измерений изображают в виде кривых распределения размеров. Кривые распределения размеров используют для определения экономической точности изготовления при различных методах обработки резанием, определения процента возможного брака.