Елементи собівартості операції З (див. рис. 2.4) можна розбити на дві групи:
1) елементи собівартості, які не залежать від швидкості різання й від стійкості інструменту й можуть бути взяті постійними на одиницю виробу, наприклад, вартість матеріалу, електроенергії, витрати на внутрішньозаводський транспорт і т.д.;
2) елементи собівартості, величина яких на одиницю виробу змінюється залежно від швидкості різання й стійкості інструменту.
Змінна частина собівартості Спер, грн. може бути виражена сумою таких елементів:
, (2.13)
де З - заробітна плата верстатника за 1 хв (основна й додаткова з накладними витратами) та витрати, пов'язані із заміною інструменту, що затупився, і експлуатацією верстата протягом 1 хв його роботи, грн.; Се. ін – витрати, пов'язані з виготовленням і експлуатацією інструменту, грн:
, (2.14)
де Сін – вартість нового інструменту, грн; к – кількість припустимих переточувань інструменту до повного його зношування; Сзат – витрати на одне переточування інструменту, грн.
Примітка. Якщо інструмент оснащений змінними різальними елементами, що не переточуються, наприклад, змінними непереточуваними багатогранними твердосплавними пластинами, то
, (2.15)
де к – кількість різальних кромок непереточуваного елемента (пластини).
Таким чином, при розрахунку Спер враховується не лише жива праця, затрачувана на даному верстаті, але і вся сукупність витрат живої й упредметненої праці, пов'язаної з різальним інструментом.
Очевидно, що найменша собівартість обробки буде при мінімальному значенні Спер. Розділивши обидві частини рівняння (2.13) на З, одержимо
, (2.16)
де являє собою витрати на виготовлення й експлуатацію інструменту, виражені у хвилинах часу роботи верстатника, хв.
Використовуючи співвідношення (2.9) і (2.11), можна (2.16) виразити через значення періоду стійкості або через час роботи верстатника (у хвилинах основного часу):
.
Для визначення умов, при яких собівартість обробки буде найменшою, візьмемо похідну за Т і прирівняємо її до нуля:
.
Розділивши обидва члени рівняння на , одержимо
.
Таким чином, період стійкості найменшої собівартості обробки
. (2.17)
Оскільки співмножник tсм у формулі (2.12) менший співмножника у формулі (2.17), то економічний період стійкості Те завжди більше періоду стійкості найбільшої продуктивності верстата Тмп. Період стійкості найменшої собівартості тим більше, чим дорожчий інструмент, більші витрати на його експлуатацію і час на його зміну. Тому стійкість найменшої собівартості обробки для фасонного різця більша, ніж для прохідного або відрізного різців; для свердла більшого діаметра більша, ніж для меншого свердла; для складного зуборізального інструменту більша, ніж для простої фрези й т.д. Крім того, чим дорожчий металорізальний верстат, на якому використовується даний інструмент, тим меншим повинен бути період стійкості останнього, тому що при цьому більші витрати на експлуатацію верстата, що входять у величину З.