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一般情況下，從模具中取出成品，無論是採用單一或者是多組件的頂出機構，其頂出動作都是一次完成。但是，由於成品的形狀特殊，或者是量產時的要求，如果在一次頂出後，成品仍然在模穴中，或者是無法自動脫落時，就需要再增加一次頂出動作。這樣的頂出動作設計，稱為二次頂出。
或者為獲得可靠的脫模效果，分解膠件脫模阻力，經二次脫模動作，來完成膠件出模的機構稱二次脫模機構。
二次脫模機構示例：
（1）膠件如下圖所示，兩骨間有半圓凹陷，被後模型腔包緊。
脫模機構下圖所示：
第一次脫模使膠件脫出後模型腔，為強脫變形提供空間；第二次脫模，由頂針脫模，膠件半圓凹陷位強脫出型芯推塊。
該機構運動過程：第一次脫模四塊頂針板都運動，帶著頂針、型芯推塊同時運動，脫模距離/h，使膠件脫出後模型腔，一次脫模完成。當繼續運動至擺塊碰上限位面後，擺塊擺動使上面兩塊針板快速運動，帶動頂針脫出膠件，完成二次脫模。此機構須注意: h1 > h，H > 10mm1h11(二次脫模運動距離)。
由於潛澆道須設在斜頂行位塊上，穿過斜頂塊入膠，模具需實現澆道先脫出斜頂塊，模具採用二次頂出機構如下圖所示。該機構第一次脫模時，拉料杆使澆道不動，頂針、斜頂脫出膠件 M 距離，使膠件與潛澆道斷開，潛澆道從斜頂行位塊中變形後脫出，第一次脫模結束。第二次脫模四塊頂針板都動，頂出膠件、澆道脫出後模型腔。需注意，為保證潛澆道脫出斜頂塊，須M > S (潛澆道長度)。
（2）膠件上入澆口、行位分模線如下圖所示。
二次頂出機構的例子
延時頂出
延時頂出是解決產品與澆口不能自動斷開的問題（澆口形式。搭接式或側澆口）延時頂出只頂在流道上，延時頂出，可以利用頂針的變化來完成。
至於頂針採用兩截式頂針，只是在於增加頂針的強度，避免頂出時發生撓曲變形。採用這種頂針來完成兩段式頂出，在模具結構上是最簡單的，只要在頂針板上動手腳就行了。此處舉的例子，是利用這種機構，來進行潛伏式澆口的切斷。
頂出時，左側的頂針會先動作，直到下固定板頂到右側頂針下方以紅色線條圈起來的頂針頭時，右側的頂針才會開始動作。
這樣的二次頂出結構，可以避免潛伏式澆口在頂出時，澆口拉離成品時將成品拉傷。
側澆口也可以利用類似的方式頂出，避免在澆口位置拉傷成品。
當然，這種頂出方式不僅是用在澆口附近的頂出。由於其第二段頂出行程的起使位置僅需要更改頂針下方的柱狀長度就可以達成，而且在模具製作上的費用又較為低廉，這種頂出方式，也很適合之前所提到的較深的盒狀物的頂出。
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